Question

2．如圖所示，平行導軌與水平地面成θ角，沿水平方向橫放在平行導軌上的金屬棒ab處于靜止狀態．現加一個豎直向下的勻強磁場，且使磁場的磁感應強度逐漸增大，直到ab開始運動，在運動之前金屬棒ab受到的靜摩擦力可能是（　　）

• A． 逐漸減小，方向不變
• B． 逐漸增大，方向不變
• C． 先減小后增大，方向發生變化
• D． 先增大后減小，方向發生變化

Answer 1

分析 由楞次定律判斷出感應電流的方向，由左手定則判斷出安培力方向，根據法拉第電磁感應定律與安培定則求出感應電流，由安培力公式求出安培力，然后應用平衡條件求出摩擦力大小，判斷摩擦力大小如何變化．

解答 解：沒有加磁場前金屬棒ab受力如下圖甲，f=mgsin θ；當加磁場后由楞次定律可以判斷回路感應電流的方向為逆時針，磁場會立即對電流施加力的作用，金屬棒ab的受力如圖乙，f=mgsin θ+F_安cos θ，根據法拉第電磁感應定律$E=\frac{△B}{△t}S$，產生恒定的感應電動勢，由閉合電路的歐姆定律$I=\frac{E}{R}$知電路中電流恒定，${F}_{安}^{\;}=BIL$安培力隨時間均勻增大，開始時f=mgsinθ
后來$f′=mgsinθ+{F}_{安}^{\;}cosθ$，方向沿斜面向上
很顯然金屬棒ab后來受到的靜摩擦力大于開始時的靜摩擦力，故B項正確．

故選：B

點評 本題考查了判斷安培力的變化，對金屬棒正確受力分析、應用平衡條件即可正確解題，由于磁場不斷增大，安培力是變力，因此導致摩擦力不斷變化．