Question

如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B的变化情况如图乙所示（取图中B的方向为正方向）．而PQ始终保持静止．则下列关于PQ与框架间的摩擦力在时间0～t₁内的变化情况的说法中，有可能正确的是（ ）

A．一直不变
B．一直减小
C．先减小，后增大
D．先增大，后减小

Answer 1

【答案】分析：由图乙可知磁场均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，根据左手定则可知导体棒开始受到沿斜面向上逐渐减小的安培力，当B=0时，安培力为零，当磁场反向时，导体棒受到沿导轨向下的逐渐增大的安培力，分析清楚安培力的情况，然后对导体棒进行正确受力分析，即可正确判断摩擦力的变化情况．
解答：解：根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ，则摩擦力为：f=mgsinθ-F_安，随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大，当安培力反向时，f=mgsinθ+F_安，安培力逐渐增大，故摩擦力也是逐渐增大；
若安培力大于mgsinθ，则安培力为：f=F_安-mgsinθ，由于安培力逐渐减故，摩擦力逐渐减小，当F_安=mgsinθ时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinθ-F_安，随着安培力的变化将逐渐增大，故ABD错误，C正确．
故选C．
点评：正确分析清楚过程中安培力的变化是解题关键，本题也可用排除法，因为后来安培力沿导轨向下且逐渐增大，因此摩擦力最后一定逐渐增大，故只有C正确．