高中物理电磁感应选择题

Question

请分析一下整个过程，并解释ABCD

Answer 1

D对。
分析：
当开关由1掷向2后，电容器开始经棒放电，棒在水平方向受到磁场力（安培力）而做加速运动。随着棒的速度增大，棒产生的感应电动势也逐渐增大，当棒的电动势与电容器的电压数值相等时，回路就没有电流，棒将做匀速直线运动（不再受磁场力）。
　　可见，最终电容器是有一定数值的电压的，那么它的电量q是不会为0的。选项A错。
　　通过棒的电流最终是等于0，所以选项B错。
　　棒的速度是一直增大的，直到匀速为止，不会有减速的过程。选项C错。
　　因为棒中的电流是不断减小的，所以棒受到的磁场力也不断减小，它是做加速度逐渐减小的变加速运动，直到速度达到最大而匀速。选项D对。

追问

棒不可能匀速吧，因为若匀速，则有感应电流，若有感应电流则有安培力，若有安培力则不能匀速，矛盾了，是吧》？？？

追答

棒最终是匀速的，此时棒因切割磁感线，是有感应电动势的（图中，棒是“上正下负”），它的电动势数值与电容器此时的电压相等（电容器两板是“上正下负”），这样，整个回路就不会有电流。
注：你可能忽略了回路中还有个电容器，且容易看出棒是向右运动的。

追问

这样可言理解 ，但是从另一个角度分析，若匀速，则磁通量变化则有感应电流，则有安培力，若有安培力则不能匀速，请问这个地方怎么错了？？？？

追答

磁通量变化，只能说明回路有感应电动势（即棒的电动势），由于回路中有一个带电的电容器，所以回路中相当于总的电动势为0，回路没有感应电流。
　　你的疑问是把回路的电容器当成电阻或导线了，才会这样想，要知道电容器也相当于一个电源，所以回路中有两个电源（电容器和棒），它们是正极与正极相连的，类似回路总电动势为0。

Answer 2

选D。
初态：C上电量最大，导体棒静止
过程：C上电量减小，导体棒加速，有电流
末态：C上一定电量，导体棒匀速运动，无电流
则A错（由末态），B错（由末态），C错（需要分析趋势），D对（排除法或分析趋势）
如果是一般学生的话到这里就足够了。

电势U=Q/C-BLv
电流I=U/R∝U
受力F=BLI∝U
加速度a=F/m∝U
即dU/dt=(dQ/dt)/C-BL(dv/dt)=-I/C-BLa∝-U
得解。