Question

如圖甲中abcd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，整個裝置放于垂直框架平面的變化的磁場中，磁感強度B隨時間變化規律如圖乙，PQ始終靜止，在時間0～t內，PQ受到的摩擦力f的大小變化可能是（ ）

A．f一直增大
B．f一直減小
C．f先減小后增大
D．f先增大后減小

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，
A、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；故A正確，B錯誤；
C、若安培力大于mgsinθ，則安培力為：f=F_安-mgsinθ，由于安培力逐漸減小，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C正確，D錯誤；
故選AC．
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．