Question

（高中物理）电容器作电源问题

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

电流先增大后减小，这种说法不对，导体棒在安培力作用下切割磁感线产生反向电动势，只会是电流逐渐减小

Answer 2

答：闭合开关后，电容器通过导体棒放电，导体棒中有电流，由左手定则可知，导体棒受安培力向右加速运动。另一方面，导体棒切割磁感线运动产生感应电动势，给电容器充电，由右手定则可知，这个充电电流恰好反抗电容器放电。当逐渐增大的反抗电流和电容器逐渐减小的放电电流相等时，金属棒中实际电流为零。所以
(A)错误，电容器所带电量逐渐减少，但不会减小为零。
(B)正确，电容器两板间场强逐渐减小，直到电容器不再放电以后，稳定不变。
(C)错误，随着电容器极板间电场逐渐减弱，金属棒中电流逐渐减小，最后减为零，而不会先增大后减小。
(D)正确，放电电流大于反抗电流时，金属棒的速度逐渐增大，直到反抗电流等于放电电流后总电流为零，导体棒不再受安培力，速度保持一个定值不变。