Question

在如图所示的甲、乙、丙三个装置中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个方向向右的初速度v₀，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是

A．三种情形下导体棒ab最终均匀速运动

B．甲、丙中，ab棒最终将做匀速运动；乙中，ab棒最终静止

C．丙中，ab棒最终将做匀速运动；甲、乙中，ab棒最终静止

D．三种情况下ab棒最终均静止

Answer 1

B

试题分析：甲图中，导体棒向右运动产生感应电动势，上端a为正极，下端b为负极。对电容器充电，有充电电流，导体棒在安培力作用下减速，当电容器电压等于导体棒切割产生的感应电动势时，电路不再有电流，此时导体棒开始匀速运动。乙图中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电动势，感应电流，导体棒受到安培力而减速，随速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小但导体棒仍然减速直到导体棒速度减小为0，即最终为导体棒静止。丙图中，导体棒向右切割磁感线，产生感应电动势上端a为正极，下端b为负极，电流方向与电源提供的电流方向一致，所以导体棒在安培力作用下一直减速，减速到0后在电源的电流作用下向左加速，此时产生感应电动势上端a为负极，下端b为正极，当感应电动势与电源电动势相等时，电路电流为0，导体棒向左匀速运动，选项B对。