(3分)如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻…——2011 高考物理第 5 题答案解析

2011_江苏卷

2011 江苏 第 5 题 解答题 区分题
2011_江苏卷

5.(3分)如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触。T=0时,将开关S由1掷到2.Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是(  )

A

B

C

D

参考答案

D

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【考点】CC:安培力;D9:导体切割磁感线时的感应电动势

【专题】16:压轴题

【分析】知道电容器放电后会在电路中产生电流

导体棒通有电流后会受到安培力的作用,会产生加速度而加速运动

导体棒切割磁感线,速度增大,感应电动势增大,则电流减小,安培力减小,加速度减小

【解答】解:开关S 由1掷到2,电容器放电后会在电路中产生电流。

导体棒通有电流后会受到安培力的作用,会产生加速度而加速运动。
导体棒切割磁感线,速度增大,感应电动势E=Blv,即增大,
则实际电流减小,安培力F=BIL,即减小,加速度 $\mathtt { a } = { \frac { F } { m } }$ ,即减小。
因导轨光滑,所以在有电流通过棒的过程中,棒是一直加速运动(变加速)。
由于通过棒的电流是按指数递减的,那么棒受到的安培力也是按指数递减的,由牛顿第二定律知,它的加速度是按指数递减的。
由于电容器放电产生电流使得导体棒受安培力运动,而导体棒运动产生感应电动势会给电容器充电。当充电和放电达到一种平衡时,导体棒做匀速运动。
当棒匀速运动后,棒因切割磁感线有电动势,所以电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值,即电容器的电量应稳定在某个不为0的数值(不会减少到0)。这时电容器的电压等于棒的电动势数值,棒中无电流。
故选:D。

【点评】本题考查电容器放电及电磁感应和安培力及加速度、速度等电容器的充电和放电是与两极板间的电势差有关的

二、多项选择:本题共 4小题,每小题 4分,共计 16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对得 4分,选对不全得 2分,错选或不答的得 0分

✅ 来源:2011年 · 江苏 · 2011_江苏卷 · 第 5 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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