Question

(高中物理)电容器作电源的问题

如图所示。水平放置的足够长光滑金属导轨ab、cd处于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨平面垂直．质量为m、电阻为R的金属棒ef静止于导轨上．导轨的另一端经过开关S与平行板电容器相连，开始时，开关打开，电容器上板带正电，带电量为Q．现闭合开关S，金属棒开始运动，则下列说法正确的有：BD
(A)电容器所带电量逐渐减少，最后变为零
(B)电容器两板问场强逐渐减小，最后保持一个定值不变
(C)金属棒中电流先增大后减小，最后减为零
(D)金属棒的速度逐渐增大，最后保持一个定值不变
（C）哪里错了？为什么？有电流的话就有安培力，合力不为零，棒就不会匀速啦?

Answer 1

开关闭合后，电容器放电，导体棒产生由e到f的电流，由左手定则可判断导体棒受到向右的安培力的作用，导体棒开始切割磁感线，而导体棒切割磁感线会产生感应电流，由右手定则可判断，感应电流方向从f到e，这样由左手定则可判断导体棒又受到一个向左的安培力的作用，这样导体棒受到的合力减小，但方向仍向右；同时电容器又被充电，直到导体棒受到的合力为零，电容器充放电平衡 导体棒匀速运动，电容器带电量不变

追问

“电容器又被充电”是指感应电动势给电容器充电？只是整体上（我是指等效的来看）电容器一直在放电的吧，最后充放电平衡，棒上有电动势但是无电流。

追答

是啊 ，充放电平衡，棒上表现是无电流 的

Answer 2

导体棒ef在运动时，切割磁感线要产生感应电动势，因此电流减小，安培力减小。当感应电动势与电容两极电压相等时（方向是相反的），电容既不充电，也不放电，电流为零，导体棒ef受合力为零，匀速运动。