Question

如圖3－2－7所示，水平放置的兩金屬導(dǎo)軌位于一均勻磁場中，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌上放置兩根平行的可以自由移動的金屬ab和cd，開始時，ab和cd均為靜止的，現(xiàn)將cd桿以初速度v向右開始運(yùn)動，如果兩根導(dǎo)軌足夠長，則（　　）?

A.cd桿始終做減速運(yùn)動，ab桿始終做加速運(yùn)動并追上cd?

B.cd桿始終做減速運(yùn)動，ab桿始終做加速運(yùn)動但追不上cd?

C.cd桿先做減速運(yùn)動，后做加速運(yùn)動；ab桿先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動?

D.開始時cd桿做減速運(yùn)動，ab桿做加速運(yùn)動，最終兩桿以相同的速度做勻速運(yùn)動?

圖3－2－7

Answer 1

解析：題中未提及電阻，表明不考慮運(yùn)動中能量的損耗，cd桿以速度v向右運(yùn)動時，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而將使ab、cd兩桿都要受到安培力的作用，ab桿也將要運(yùn)動；要著重分析運(yùn)動過程中兩桿速度的變化，找到最后的速度關(guān)系.?

當(dāng)cd桿以速度v向右運(yùn)動后，由于abdc回路的面積增大，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，方向?yàn)槟鏁r針，導(dǎo)致ab桿受到向右的安培力作用，使ab桿向右做加速運(yùn)動；而cd桿受到向左的安培力作用，使cd做減速運(yùn)動，但只要ab桿的速度小于cd桿的速度，則cd桿速度會逐漸變小，也即磁通量的變化率逐漸減��；回路中的感應(yīng)電流也隨之減小，隨著過程的繼續(xù)，ab桿繼續(xù)加速，cd桿繼續(xù)減速，直到兩桿速度相等時，回路的面積不再變化，回路中的磁通量也不再變化，這時回路中不再有感應(yīng)電流，兩桿將做勻速運(yùn)動，ab桿始終追不上cd桿，故D正確.

答案：D