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如图所示,在U形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开

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解决时间 2021-03-23 11:21
如图所示,在U形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关,并使ab停在金属架上,停止后,ab不再受外力作用.现合上开关,则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.在某位置附近来回振动C.向右做初速度为零的加速运动,后又改做减速运动D.向右做变加速运动,后改做匀速运动



最佳答案
金属棒原来在外力作用下向右运动时,产生感应电动势,电容器充电,由右手定则判断可知,上板带正电.
当金属棒停止后,撤去外力作用后,电容器通过金属棒放电,形成放电电流,通过棒的电流从a→b,棒受到向右的安培力,在安培力作用下棒向右加速运动,切割磁感线产生感应电动势,是一个反感应电动势,回路中电流将减小,棒所受的安培力减小,棒的加速度减小,所以此过程棒向右做加速度减小的加速运动.
当棒产生的感应电动势等于电容器的电压时,回路中电流为零,棒不再受安培力而做匀速运动.所以金属棒向右先做加速度变小的加速运动,后又做匀速运动,故D正确,ABC错误.
故选:D.
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