Question

如圖所示，勻強磁場中有兩條水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬軌道，軌道左端接一個阻值為R的電阻，R兩端與電壓傳感器相連．一根導(dǎo)體棒（電阻為r）垂直軌道放置，從t=0時刻起對其施加一向右的水平恒力F，使其由靜止開始向右運動．用電壓傳感器瞬時采集電阻R兩端的電壓U并用計算機繪制出U-t圖象．若施加在導(dǎo)體棒上的水平恒力持續(xù)作用一段時間后撤去，那么計算機繪制的圖象可能是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：分析水平恒力作用下導(dǎo)體棒的運動情況，由牛頓第二定律研究導(dǎo)體棒加速度如何變化，由歐姆定律得到電阻R兩端的電壓U與速度的表達式，再分析U與時間的關(guān)系．
解答：解：設(shè)導(dǎo)體棒的長度為L，質(zhì)量為m．施加在導(dǎo)體棒上的水平恒力后，導(dǎo)體棒從靜止開始做加速運動，隨著速度增大，感應(yīng)電流增大，導(dǎo)體棒所受的安培力增大，合力減小，加速度減小，由牛頓第二定律得：F-=ma，則導(dǎo)體棒做加速度減小的變加速運動．電阻R兩端的電壓U=，則知，U與速度v成正比，速度增大，U增大，v增大變慢時，U增大也變慢，則U-t圖象的斜率變小．
撤去F后，導(dǎo)體棒水平方向只受安培力，導(dǎo)體棒做減速運動，速度減小，安培力減小，加速度減小，速度減小由快變慢，則U減小也由快變慢，U-t圖象的斜率逐漸減小．故A正確．
故選A
點評：本題根據(jù)牛頓第二定律對導(dǎo)體棒的運動過程進行動態(tài)分析是關(guān)鍵，要抓住安培力與速度成正比，U與v正比分析圖象的斜率變化．