Question

如图所示，水平光滑U形框架中串入一个电容器，横跨在框架上的金属棒ab在外力的作用下，以速度v向右运动一段距离突然停止运动。金属棒停止后，不再受其他力作用，导轨足够长，则以后金属棒的运动情况是(    )

A．向右做初速度为零的匀加速运动

B．向右先做初速度为零的匀加速运动，后做减速运动

C．在某一位置附近振动

D．向右先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动

Answer 1

D

金属棒ab以速度v向右运动中切割电动势E＝BLv恒定，给电容器充电，由右手定则知上板充正电荷，下板充负电荷；金属棒突然停止运动后，电容器开始放电，放电电流由a→b通过金属棒，由左手定则知金属棒受安培力向右，开始向右加速运动；由右手定则和公式E＝BLv知，切割电动势与电容器上下板间电压相反，回路中总电动势减小，电流减小，由F＝BIL以及牛顿定律F＝ma得：随着速度的增大，安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，当加速度等于零时，速度达到最大，以后杆做匀速运动，答案为D。