(23-24高二下·江苏常州联盟学校·期中)如图所示，一U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，导轨电阻可忽略不计。一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、通过电荷量q、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【来源】江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题
【解析】金属框在恒力F作用下向右加速，由右手定则可知，bc边产生的感应电流从c流向b,由左手定则可知，导体棒受到向右的安培力作用，导体棒向右做加速运动，设金属框的加速度为a1，导体棒的加速度为a2，设金属框的速度为v1，导体棒的速度为v2，设导体棒的电阻为R，回路的感应电流
设金属框的质量为M，导体棒的质量为m，对金属框，牛顿第二定律得
F-BIL=Ma1
对导体棒MN，由牛顿第二定律得
BIL=ma2
金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动，v1、v2都变大，a1从
一开始减小，导体棒的加速度a2从0开始增大，当金属框与导体棒的加速度相等时，即
a1=a2=a
解得
F=（M+m）a
加速度保持不变，回路感应电流
此后金属框与导体棒的速度差Δv保持不变，感应电流不变，两端电压UMN不变且不为0，导体棒所受到的安培力不变，加速度不变，金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，电荷量随时间均匀增加。
故选B。
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