Question

【题目】如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN．现从t=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I=kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的图象可能正确的是（ ）

A.
B.
C.
D.

Answer 1

【答案】D
【解析】解：故AB错误；

C、当从t=0时刻起，金属棒通以I=kt，则由左手定则可知，安培力方向垂直纸面向里，使其紧压导轨，则导致棒在运动过程中，所受到的摩擦力增大，所以加速度在减小，由于速度与加速度方向相同，则做加速度减小的加速运动．

当滑动摩擦力等于重力时，加速度为零，则速度达到最大，其动能也最大．

当安培力继续增大时，导致加速度方向竖直向上，则出现加速度与速度方向相反，因此做加速度增大的减速运动．

而速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小，故C错误，D正确；

A、在下滑过程中，f=μN 而N=BIL=BLkt 由牛顿第二定律得：mg﹣μBLKt=ma，因此a=g﹣ t，由于做加速度先减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故AB错误；

故选：D

【考点精析】根据题目的已知条件，利用安培力和电磁感应与图象的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零；电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围．