Question

如圖所示，水平光滑的U型金屬框架中串入一個電容器，整個框架處于豎直向下的勻強磁場中，橫跨在框架上的金屬棒ab在外力的作用下，以速度v向右運動一段距離后突然停止運動．金屬棒停止后，撤去外力作用，導軌足夠長，則此后金屬棒的運動情況是（ ）

A．向右做初速度為零的勻加速運動
B．向右先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動
C．在某一位置附近做振動
D．向右先做初速度為零的勻加速運動，后做減速運動

Answer 1

【答案】分析：金屬棒停止后，撤去外力作用，電容器通過金屬棒充電，形成放電電流，棒在安培力作用下向右運動，切割磁感線產生感應電動勢，回路中電流減小，棒所受的安培力減小，即可判斷其加速度減小，當棒產生的感應電動勢等于電容器的電壓時，回路中電流為零，棒將做勻速運動．
解答：解：金屬棒原來在外力作用下向右運動時，產生感應電動勢，電容器充電，由右手定則判斷可知，上板帶正電．
當金屬棒停止后，撤去外力作用后，電容器通過金屬棒充電，形成放電電流，通過棒的電流從a→b，棒受到向右的安培力，在安培力作用下棒向右加速運動，切割磁感線產生感應電動勢，是一個反電動勢，回路中電流將減小，棒所受的安培力減小，棒的加速度減小，所以此過程棒做加速度減小的加速運動．
當棒產生的感應電動勢等于電容器的電壓時，回路中電流為零，棒不再受安培力而做勻速運動．故B正確，ACD錯誤．
故選B
點評：本題中帶電的電容器相當于一個電源，棒切割產生的電動勢是一個反電動勢，分析電路中電流的變化，確定安培力的變化，即可判斷棒的運動情況．