Question

【題目】如圖所示，電阻不計的光滑平行金屬導軌水平放置于方向豎直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R。電阻不可忽略的金屬棒MN置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關系是F=F0+kv（F0、k是常量），金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。電阻R兩端的電壓為UR隨時間t變化圖像不可能的是（　　）

A.B.C.D.

Answer 1

【答案】A

【解析】

設金屬棒在某一時刻速度為v，由題意可知，感應電動勢

E=BLv

環路電流

安培力

方向水平向左；R兩端電壓

即UR∝v分析金屬棒運動情況，由力的合成和牛頓第二定律可得

即加速度

因為金屬棒從靜止出發，所以F0＞0，且F合＞0，即a＞0，加速度方向水平向右。

（1）若，則F合=F0，即

金屬棒水平向右做勻加速直線運動。由v=at，說明v∝t，也即是UR∝t，所以選項D正確，不符合題意；A錯誤，符合題意；

（2）若 ，則F合隨v增大而增大，即a隨v增大而增大，說明金屬棒做加速度增大的加速運動，可知選項B正確，不符合題意；

（3）若，F合隨v增大而減小，即a隨v增大而減小，說明金屬棒在做加速度減小的加速運動，直到加速度減小為0后金屬棒做勻速直線運動，可知選項C正確，不符合題意；
故選A。