
(23-24高二下·江苏南京南京汉开书院高中部·期中)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨电阻不计,水平固定在竖直向上的匀强磁场中,导轨上垂直静置两根质量与电阻都相同的导体棒ab、cd。给ab棒平行于导轨的初速度并开始计时,棒ab、cd中产生的感应电动势、
、回路中的感应电流i、导轨间的电压u与时间t的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【来源】江苏省南京市南京汉开书院高中部2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题
【解析】A.设磁感应强度为B,两导体棒的质量均为m、接入电路的长度均为d、电阻均为R,导体棒ab的初速度为,某时刻t导体棒ab、cd的速度分别为
、
,回路的感应电流为i,由法拉第电磁感应定律有
两导体棒受到的安培力大小
方向与棒ab运动方向相反、与棒cd运动方向相同,棒ab减速、棒cd加速,减小、
增大,
减小,电流i减小,
减小,棒运动的加速度减小,即棒ab做初速为
,加速度逐渐减小的减速运动,由
可知减小得越来越慢,最终趋于
。故A错误;
B.棒cd做初速为零、加速度逐渐减小的加速运动,由
可知由零开始增加得越来越慢,最终趋于恒定。故B错误;
C.依题意,、i越来越小,最终
、i趋为零。故C错误;
D. 两导轨间的电压
对两棒由动量守恒有
联立解得
可知u恒定。故D正确。
故选D。
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