Question

10．如圖甲所示，兩平行金屬導軌水平固定在豎直方向的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖乙所示．t=0時刻，磁感應強度的方向豎直向下，導體棒ab垂直導軌放置，且與導軌接觸良好，除電阻R外，其余電阻不計．若導體棒始終保持靜止，則在0～4s時間內，流過導體棒ab的電流i及其所受的靜摩擦力f隨時間t變化的圖象可能正確的是（規定a→b的方向為電流的正方向，向左的方向為靜摩擦力的正方向）（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 回路的磁通量發生變化，導致其產生感應電動勢，由于電路閉合從而出現電流，進而導致導體棒產生安培力，而導體棒始終靜止，則靜摩擦力與安培力平衡．所以由法拉第電磁感應定律可求出感應電流的大小，由楞次定律來判定電流的方向，最終可確定靜摩擦力的方向與大小．

解答 解：AB、根據法拉第電磁感應定律$E=\frac{△B}{△t}S$，0～2s內，磁感應強度的變化率恒定，感應電動勢大小恒定，由歐姆定律$I=\frac{E}{R}$知感應電流大小恒定，同理2～4s內，磁感應強度的變化率恒定，感應電動勢大小恒定，根據楞次定律0～2s通過導體棒的電流為a→b，方向沿正方向，2～4s內通過導體棒的電流為b→a，方向沿負方向，故A錯誤，B正確；
CD、0～1s內，根據左手定則，受到的安培力向左，導體棒始終靜止，受到向右的靜摩擦力，由f=BIL，靜摩擦力與磁感應強度B成正比，f隨B的均勻減小而減小，
1～2s內，磁場方向向上，根據左手定則，受到的安培力水平向右，導體棒始終靜止，受到向左的靜摩擦力，由f=BIL，靜摩擦力與磁感應強度成正比，f隨B的均勻增大而增大，2～4s同理分析，故C正確，D錯誤；
故選：BC

點評 本題表面上要求靜摩擦力大小與方向，實際上是確定安培力的方向與大小，所以考查了法拉第電磁感應定律與楞次定律．