Question

【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为L，一个磁感应强度B的匀强磁场垂直穿过导轨平面向下，导轨的上端M与P间接有电容为C的电容器，金属棒开始静止．对金属棒施加一个水平向右、大小为F的恒力作用，不计一切摩擦，一切电阻都不计，则经过时间t的过程中（　　）

A.金属棒可能做变加速运动
B.金属棒中的电流恒定
C.电容器所带电荷量
D.电容器储存的电场能为

Answer 1

【答案】B,C,D
【解析】解：A、经过时间△t时，金属棒速度设为v，根据动量定理可得：F△t﹣BIL△t=mv﹣0，金属棒切割磁感线产生电动势变化△E=BL△v，通过电容器的电量Q=I△t=CBLv，

所以有F△t﹣BLCBLv=mv﹣0，解得：v= ，又加速度定义式a= ，可得加速度a= ，为定值，A不符合题意；

B、对金属棒，应用牛顿第二定律有F﹣BIL=ma，由于加速度、拉力F恒定，所以安培力恒定，电流强度恒定，B符合题意；

C、电流强度I=CBLa= ，经过时间t流过电路横截面的电量Q=It= ，C符合题意；

D、电容器所带的电荷量与电容器两端电压关系图象如图所示，

图象与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电能，所以电容器储存的电场能为E= = = = ，D符合题意；

故答案为：BCD．

本题主要从电路知识考查电磁感应，首先根据右手定则判断感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律以及动量定理，求解即可。