Question

19．如图甲所示，导体框架bacd与水平面成θ角，质量为m、电阻为R的导体棒PQ与框架接触良好，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止，则0～t₂时间内，PQ受到的安培力F和摩擦力f随时间变化的图象可能正确的是（　　）（不计框架电阻，取平行斜面向上为正方向） 

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 根据法拉第电磁感应定律得出0～t₂时间内感应电流方向不变，结合安培力公式以及左手定则确定安培力的大小和方向，从而确定正确的图线．根据导体棒的受力，根据安培力的变化确定摩擦力的变化，注意需要讨论初始状态安培力和重力沿斜面方向的分力的大小关系，确定初始状态的静摩擦力方向．

解答 解：A、磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律$E=\frac{△B}{△t}S$得，感应电动势恒定，在0～t₂时间内，感应电流大小不变，方向不变，根据F=BIL得，0～t₁时间内，安培力均匀减小，若磁场方向开始垂直斜面向上，根据左手定则知，安培力方向沿斜面向上，t₁～t₂时间内，安培力均匀增大，根据左手定则知，安培力方向沿斜面向下，故A错误，B正确．
C、若开始安培力大于重力沿斜面方向的分力，静摩擦力方向沿斜面向下，0～t₁时间内，安培力减小，摩擦力减小，安培力减小到一定值后，摩擦力反向增大，t₁～t₂时间内，安培力均匀增大，摩擦力继续增大，若开始安培力小于重力沿斜面方向的分力，静摩擦力方向沿斜面向上，0～t₁时间内，安培力减小，摩擦力增大，t₁～t₂时间内，安培力反向增大，则摩擦力继续增大．若开始安培力等于重力沿斜面方向的分力，静摩擦力为零，0～t₁时间内，安培力减小，摩擦力沿斜面向上，逐渐增大，当安培力减小为了后，安培力反向逐渐增大，则静摩擦力沿斜面向上继续增大，故CD正确．
故选：BCD．

点评 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律、安培力公式、楞次定律、左手定则，运用共点力平衡进行求解，正确分析清楚过程中安培力的变化是解题关键．