Question

如圖甲所示，abcd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B的變化情況如圖乙所示（取圖中B的方向為正方向）．而PQ始終保持靜止．則下列關(guān)于PQ與框架間的摩擦力在時間0～t₁內(nèi)的變化情況的說法中，有可能正確的是（ ）

A．一直不變
B．一直減小
C．先減小，后增大
D．先增大，后減小

Answer 1

【答案】分析：由圖乙可知磁場均勻增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)體棒開始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當(dāng)B=0時，安培力為零，當(dāng)磁場反向時，導(dǎo)體棒受到沿導(dǎo)軌向下的逐漸增大的安培力，分析清楚安培力的情況，然后對導(dǎo)體棒進(jìn)行正確受力分析，即可正確判斷摩擦力的變化情況．
解答：解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，開始導(dǎo)體棒PQ受到沿導(dǎo)軌向上的安培力，若開始安培力小于導(dǎo)體棒重力沿導(dǎo)軌向下的分力mgsinθ，則摩擦力為：f=mgsinθ-F_安，隨著安培力的減小，摩擦力f逐漸逐漸增大，當(dāng)安培力反向時，f=mgsinθ+F_安，安培力逐漸增大，故摩擦力也是逐漸增大；
若安培力大于mgsinθ，則安培力為：f=F_安-mgsinθ，由于安培力逐漸減故，摩擦力逐漸減小，當(dāng)F_安=mgsinθ時，摩擦力為零并開始反向變?yōu)椋篺=mgsinθ-F_安，隨著安培力的變化將逐漸增大，故ABD錯誤，C正確．
故選C．
點評：正確分析清楚過程中安培力的變化是解題關(guān)鍵，本題也可用排除法，因為后來安培力沿導(dǎo)軌向下且逐漸增大，因此摩擦力最后一定逐漸增大，故只有C正確．