Question

光滑平行金屬導軌M、N水平放置，導軌上放置著一根與導軌垂直的導體棒PQ．導軌左端與由電容為C的電容器、單刀雙擲開關和電動勢為E的電源組成的電路相連接，如圖所示．在導軌所在的空間存在方向垂直于導軌平面的勻強磁場（圖中未畫出）．先將開關接在位置a，使電容器充電并達到穩定后，再將開關撥到位置b．導體棒將會在磁場的作用下開始向右運動，設導軌足夠長．則以下說法中正確的是（ ）

A．空間存在的磁場方向豎直向下
B．導體棒向右做勻加速運動
C．當導體棒向右運動的速度達到最大時，電容器的電荷量為零
D．導體棒運動的過程中，通過導體棒的電荷量Q＜CE

Answer 1

【答案】分析：開關接到b時，電容器將形成由P到Q的放電電流，根據導體棒運動方向，由左手定則可以判斷磁場方向；導體棒運動時將形成與原電流相反的感應電流，同時電容器兩端電壓降低，導體棒兩端電壓升高，當二者相等時，導體棒勻速運動，把導體棒的運動過程分析清楚就能正確解答該題．
解答：解：A、電容器充電完畢后，開關打在b處時，處于放電狀態，有流過導體棒從P到Q的電流，在安培力作用下導體棒向右運動，根據左手定則，此空間存在豎直向下的磁場，故A正確；
B、在導體棒運動過程中，由于切割磁感線也將產生電動勢，該電動勢方向和電容器電壓相反，故電路中電流是變化的，當導體棒的感應電動勢和電容器電壓相等時，導體棒勻速運動，故導體棒先做加速度逐漸減小的加速運動，最后勻速運動，故B錯誤；
C、導體棒切割磁感線，產生感應電動勢，感應電動勢使得電容器兩個極板之間有電勢差，仍帶有一定的電荷量，故C錯誤；
D、電容器的總帶電量為Q=CE，電容器在導體棒運動過程中仍帶有一定的電荷量，所以通過導體棒的電荷量Q＜CE，故D正確．
故選AD．
點評：在判斷電容器放電量的時候，要注導體棒也在切割磁感線產生感應電動勢，這是本題的易錯點．