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如图所示,水平光滑U形框架中串入一个电容器,横跨在框架上的金属棒ab在外力的作用下,以速度v向右运动一段距离突然停止运动。金属棒停止后,不再受其他力作用,导轨足够长,则以后金属棒的运动情况是(    )

A.向右做初速度为零的匀加速运动

B.向右先做初速度为零的匀加速运动,后做减速运动

C.在某一位置附近振动

D.向右先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速运动

答案

D


解析:

金属棒ab以速度v向右运动中切割电动势E=BLv恒定,给电容器充电,由右手定则知上板充正电荷,下板充负电荷;金属棒突然停止运动后,电容器开始放电,放电电流由a→b通过金属棒,由左手定则知金属棒受安培力向右,开始向右加速运动;由右手定则和公式E=BLv知,切割电动势与电容器上下板间电压相反,回路中总电动势减小,电流减小,由F=BIL以及牛顿定律F=ma得:随着速度的增大,安培力逐渐减小,加速度逐渐减小,当加速度等于零时,速度达到最大,以后杆做匀速运动,答案为D。

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