Question

2．如图所示，两根平行光滑导电轨道竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让金属杆自由下落，金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好．设导轨足够长且电阻不计，闭合开关S并开始计时，金属杆ab的下落速度随时间变化的图象可能是以下四个图中的（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 开关S闭合前，ab自由下落，开关S闭合时ab杆切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，受到安培力，分析安培力与重力可能的关系，再判断杆的运动情况．

解答 解：A、闭合开关时，若重力与安培力相等，则金属杆做匀速直线运动．该图象是可能的，故A正确．
BC、若安培力小于重力，则加速度的方向向下，金属杆做加速运动，在加速运动的过程中，速度增大，产生的感应电流增大，杆所受的安培力增大，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B不可能，C可能．故B错误，C正确．
D、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，D是可能的．故D正确．
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．