Question

圖甲中bacd為導體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質量為m，的導體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁感應強度隨時間的變化如圖乙，導體棒PQ始終靜止，在0～t₁時間內（ ）

A．導體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向上
B．導體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向下
C．導體棒PQ受到的摩擦力可能一直增大
D．導體棒PQ受到的摩擦力可能先減小后增大

Answer 1

【答案】分析：由圖乙可知磁場均勻變化，根據法拉第電磁感應定律可知在線圈中產生恒定的感應電流，根據左手定則可知導體棒開始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當B=0時，安培力為零，當磁場反向時，導體棒受到沿導軌向下的逐漸增大的安培力，分析清楚安培力的情況，然后對導體棒進行正確受力分析，即可正確判斷摩擦力的變化情況．
解答：解：根據法拉第電磁感應定律可知在線圈中產生恒定的感應電流，開始導體棒PQ受到沿導軌向上的安培力，
若開始安培力小于導體棒重力沿導軌向下的分力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F_安=mgsinθ時，摩擦力為零并開始反向變為：f=mgsinθ-F_安，隨著安培力的變化將逐漸增大，
故選CD．
點評：正確分析清楚過程中安培力的變化是解題關鍵，本題也可用排除法，因為后來安培力沿導軌向下且逐漸增大，因此摩擦力最后一定逐漸增大．