Question

如图，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨足够长，电阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向里。金属杆ab垂直导轨放置，与导轨始终良好接触，金属杆具有一定的质量和电阻。开始时，将开关S断开，让金属杆ab由静止开始自由下落，经过一段时间，再将开关S闭合，从闭合开关S开始计时，取竖直向下为正方向，则金属杆运动的动能E_K、加速度a、所受到的安培力，及电流表的示数，随时间t变化的图象可能是

A. B. C. D.

Answer

BC

【解析】

闭合开关时，金属棒受到向下的重力以及向上的安培力，若重力与安培力相等，即

mg=BIL=

金属杆做匀速直线运动。速度不变，则动能、安培力、感应电流都不变，加速度为零。若安培力小于重力，则加速度的方向向下，做加速运动，加速运动的过程中，安培力增大，则加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动，则a－t图象是斜率逐渐减小的曲线，因为

所以Ek－t图象是一条斜率减小的曲线。安培力为

F－t图线先是一条斜率逐渐减小的曲线，之后恒定不变，因为

所以I－t图象先是一条斜率逐渐减小的的曲线，当金属杆匀速时，电流恒定不变，但t=0时金属杆有速度，所以t=0时电流不等于零。若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动。安培力为

所以F－t图象是斜率逐渐减小的曲线，当匀速运动时，安培力不再减小，此时安培力等于重力，故AD错误，BC正确。

故选BC。