Question

【題目】如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF，導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN．現(xiàn)從t=0時(shí)刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=kt，其中k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．下列關(guān)于金屬棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是（ ）

A.
B.
C.
D.

Answer 1

【答案】D
【解析】解：故AB錯(cuò)誤；

C、當(dāng)從t=0時(shí)刻起，金屬棒通以I=kt，則由左手定則可知，安培力方向垂直紙面向里，使其緊壓導(dǎo)軌，則導(dǎo)致棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受到的摩擦力增大，所以加速度在減小，由于速度與加速度方向相同，則做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)．

當(dāng)滑動(dòng)摩擦力等于重力時(shí)，加速度為零，則速度達(dá)到最大，其動(dòng)能也最大．

當(dāng)安培力繼續(xù)增大時(shí)，導(dǎo)致加速度方向豎直向上，則出現(xiàn)加速度與速度方向相反，因此做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)．

而速度與時(shí)間的圖象的斜率表示加速度的大小，故C錯(cuò)誤，D正確；

A、在下滑過(guò)程中，f=μN(yùn) 而N=BIL=BLkt 由牛頓第二定律得：mg﹣μBLKt=ma，因此a=g﹣ t，由于做加速度先減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；

故選：D

【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用安培力和電磁感應(yīng)與圖象的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零；電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問(wèn)題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（或電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍．