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如图所示,两根平行的光滑导轨竖直放置,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,金属杆ab接在两导轨之间,在开关S断开时让金属杆ab自由下落,ab下落过程中始终保持与导轨接触良好,设导轨足够长,电阻不计.开关闭合开始计时,ab下滑速度v随时间变化的图象可能是(  )
分析:s闭合后,金属杆在下滑过程中,受到重力和安培力作用,分析安培力与重力大小关系,根据安培力大小与速度大小成正比,分析金属杆的加速度变化,确定金属杆的运动情况.
解答:解:闭合开关时,若重力与安培力相等,即mg=BIL=
B2L2v
R
,金属杆做匀速直线运动.
若安培力大于重力,则加速度的方向向上,做减速运动,减速运动的过程中,安培力减小,做加速度逐渐减小的减速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.
若安培力小于中,则加速度的方向向下,做加速运动,加速运动的过程中,安培力增大,则加速度减小,做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.故A、C、D正确,B错误.
故选:ACD.
点评:本题是电磁感应的动态变化分析,分析方法可以和机车启动的动态变化过程进行类比解答.属于基础题目.
练习册系列答案
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(1)当杆的速度为ν时,杆的加速度
(2)杆稳定时的速度
(3)若杆从静止到达稳定的过程中,通过R的电荷量为q,则此过程中回路产生的热量为多少.

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(1)若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动,求匀速运动的速度;
(2)金属杆运动过程,通过电阻R的电量是多少?
(3)若金属杆离开磁场继续运动了S2后停止在导轨上.金属杆运动过程,电阻R产生的热量是多少?

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