Question

【題目】如圖所示，兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為θ，導軌上端接有一平行板電容器，導軌處于方向垂直于導軌平面的勻強磁場中，在導軌上放置一金屬棒，導軌及金屬棒的電阻不計．t=0時刻，金屬棒由靜止釋放，金屬棒沿導軌下滑，在下滑過程中始終保持與導軌垂直并良好接觸，若用x、a、EK、EP分別表示，金屬棒下滑的位移大小、加速度大小、動能和重力勢能（以斜面底端所在水平面為零勢面），t表示時間，則下列圖象能正確描述這一運動過程的是（　　）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】A

【解析】

AB、設金屬棒的速度大小為v時，經(jīng)歷的時間t時，通過金屬棒的電流為i，則電容器的電壓，電容器的電荷量，設在時間間隔(t，t+△t)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為，按電流的定義有：, 也是平行板電容器極板在時間間隔(t，t+△t)內(nèi)增加的電荷量；按加速度的定義有：，△v為金屬棒的速度變化量，則得，由上式可得金屬棒受到的安培力方向沿導軌向上，大小為，金屬棒所受到的摩擦力方向沿導軌斜面向上，大小為：，式中，N是金屬棒對于導軌的正壓力的大小，有，金屬棒在時刻t的加速度方向沿斜面向下，設其大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有：，聯(lián)立上此式可得：，可知a不變,金屬棒做初速度為零的勻加速運動,t時刻金屬棒的位移為，故A正確，B錯誤；

C、t時刻金屬棒的速度大小為v=at，動能為，t增大, 增大，故C錯誤；

D、t時刻金屬棒的重力勢能隨時間t的延長應減小，故D錯誤；

故選A。