Question

如圖所示，足夠長平行金屬導軌MN、PQ水平放置，金屬棒ab始終與導軌接觸良好，導軌和金屬棒的電阻不計，勻強磁場方向垂直導軌所在平面．現用垂直于棒ab的水平向右的恒力F拉ab棒由靜止開始向右運動．觀察某一段時間內ab棒運動速度v隨時間t變化的關系哪一個是可能的（　　）

A、

B、

C、

D、

Answer 1

分析：棒在拉力作用下沿水平方向運動，水平方向受拉力、摩擦力和安培力作用，用右手定則判定ab中電流方向，再用左手定則判斷ab所受安培力方向與拉力方向相反，則棒的合外力：
F_合=F-f-F_安，又因為F_安=BIL=B

BLv

R

L，即安培力大小跟速度成正比，由此可知，在合外力大于0時，棒做加速度減小的加速運動，當合外力等于0時，棒做勻速直線運動．

解答：解：根據右手定則判斷棒中電流沿ba方向，再根據左手定則知棒受安培力方向水平向左，所以棒所受合力
F_合=F-f-F_安
又因為：F_安=BIL，再根據歐姆定律可得I=

E

R

=

BLv

R

所以合外力F合=F-f-

B2L2v

R

，根據牛頓第二定律知，棒的加速度a隨棒運動的速度的增加而減小，即棒做加速度減小的加速運動，故D圖象正確
當速度增加到合外力為0時，棒將做勻速直線運動，故B圖象正確．而A圖象是勻加速直線運動不滿足題設條件，故錯誤，同理C圖象也是．
故選BD．

點評：能正確分析棒的受力并能根據受力判定物體做加速度逐漸減小的加速運動，知道合外力等于0時棒將做勻速直線運動．