六、杆+电容器、杆+电阻和杆+电源的比较例8在图中的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动。甲图中的电容器原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是()A.三种情况下,导体棒ab最终都是匀速运动B.图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中ab棒最终静止C.图甲、丙中ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D.三种情况下,导体棒ab最终均静止答案B解析题图甲中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,当电容器极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,ab棒向右做匀速运动;题图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻R转化为内能,当ab棒的动能全部转化为内能时,ab棒静止;题图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动,当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,ab棒向左做匀速运动。所以B项正确。【点评】本题容易混淆导体棒与电容器、电阻和电源的不同组合。这种不同组合在选择和计算中都可以出现,甚至还可以涉及各种图像,如速度-时间图像、加速度-时间图像、电荷量-时间图像等,对于这些老师可以在分清本题之后引导学生勾画草图。在分清上述运动形式之后,给导体杆加力,若加的力恒定,不同组合中导体杆的运动性质怎样?
