Question

在如圖所示的甲、乙、丙三個裝置中，除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電，設導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦也不計。圖中裝置均在水平面內，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導軌足夠長。今給導體棒ab一個方向向右的初速度v₀，在甲、乙、丙三種情形下導體棒ab的最終運動狀態是

A．三種情形下導體棒ab最終均勻速運動

B．甲、丙中，ab棒最終將做勻速運動；乙中，ab棒最終靜止

C．丙中，ab棒最終將做勻速運動；甲、乙中，ab棒最終靜止

D．三種情況下ab棒最終均靜止

Answer 1

B

試題分析：甲圖中，導體棒向右運動產生感應電動勢，上端a為正極，下端b為負極。對電容器充電，有充電電流，導體棒在安培力作用下減速，當電容器電壓等于導體棒切割產生的感應電動勢時，電路不再有電流，此時導體棒開始勻速運動。乙圖中，導體棒向右運動切割磁感線產生感應電動勢，感應電流，導體棒受到安培力而減速，隨速度減小，感應電動勢減小，感應電流減小，安培力減小但導體棒仍然減速直到導體棒速度減小為0，即最終為導體棒靜止。丙圖中，導體棒向右切割磁感線，產生感應電動勢上端a為正極，下端b為負極，電流方向與電源提供的電流方向一致，所以導體棒在安培力作用下一直減速，減速到0后在電源的電流作用下向左加速，此時產生感應電動勢上端a為負極，下端b為正極，當感應電動勢與電源電動勢相等時，電路電流為0，導體棒向左勻速運動，選項B對。