Question

如圖所示，光滑的矩形金屬框架中串入一只電容器，金屬棒ab在外力作用下向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離后突然停止，金屬棒停止運(yùn)動(dòng)后不再受該系統(tǒng)以外其他力的作用，框架足夠長(zhǎng)，框架平面水平，則以后金屬棒運(yùn)動(dòng)情況是（ ）

A．向右做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)
B．先向右勻加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C．在某一位置附近振動(dòng)
D．向右先做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，后又做勻速運(yùn)動(dòng)

Answer 1

【答案】分析：金屬棒停止后，撤去外力作用，電容器通過(guò)金屬棒充電，形成放電電流，棒在安培力作用下向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(dāng)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器的電壓時(shí)，回路中電流為零，棒將做勻速運(yùn)動(dòng)．
解答：解：金屬棒原來(lái)在外力作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電容器充電，由右手定則判斷可知，上板帶正電．
當(dāng)金屬棒停止后，撤去外力作用后，電容器通過(guò)金屬棒放電，形成放電電流，通過(guò)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(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，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(guò)程棒向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)．
當(dāng)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器的電壓時(shí)，回路中電流為零，棒不再受安培力而做勻速運(yùn)動(dòng)．所以金屬棒向右先做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，后又做勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確，ABC錯(cuò)誤．
故選D
點(diǎn)評(píng)：本題是電容器通過(guò)棒放電過(guò)程中，電容器相當(dāng)于電源，棒相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，關(guān)鍵要根據(jù)牛頓第二定律分析棒的受力情況，來(lái)判斷其運(yùn)動(dòng)情況．