Question

【题目】如图所示，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，导轨上端接有一平行板电容器，导轨处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，在导轨上放置一金属棒，导轨及金属棒的电阻不计．t=0时刻，金属棒由静止释放，金属棒沿导轨下滑，在下滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触，若用x、a、EK、EP分别表示，金属棒下滑的位移大小、加速度大小、动能和重力势能（以斜面底端所在水平面为零势面），t表示时间，则下列图象能正确描述这一运动过程的是（　　）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】A

【解析】

AB、设金属棒的速度大小为v时，经历的时间t时，通过金属棒的电流为i，则电容器的电压，电容器的电荷量，设在时间间隔(t，t+△t)内流经金属棒的电荷量为，按电流的定义有：, 也是平行板电容器极板在时间间隔(t，t+△t)内增加的电荷量；按加速度的定义有：，△v为金属棒的速度变化量，则得，由上式可得金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小为，金属棒所受到的摩擦力方向沿导轨斜面向上，大小为：，式中，N是金属棒对于导轨的正压力的大小，有，金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，根据牛顿第二定律有：，联立上此式可得：，可知a不变,金属棒做初速度为零的匀加速运动,t时刻金属棒的位移为，故A正确，B错误；

C、t时刻金属棒的速度大小为v=at，动能为，t增大, 增大，故C错误；

D、t时刻金属棒的重力势能随时间t的延长应减小，故D错误；

故选A。