Question

如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行導軌AB、CD，導軌上放有質量為m的金屬棒MN，棒與導軌間的動摩擦因數為u，現從t=0時刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流強度與時間成正比，即I=kt，其中k為恒量．若金屬棒與導軌始終垂直，則下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中，正確的是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：導體棒受重力、安培力、導軌對金屬棒的彈力、摩擦力，開始金屬棒在導軌上滑動，所受滑動摩擦力，當滑動摩擦力大于重力，金屬棒做減速運動，最終靜止．
解答：解：在垂直于紙面方向上金屬棒受安培力和導軌對金屬棒的彈力，兩個力相等，開始金屬棒由靜止開始運動，所受摩擦力為滑動摩擦力，在運動的過程中，安培力增大，則彈力增大，所以滑動摩擦力增大，f=μF_N=μBIL=μBLkt，成線性增大．當摩擦力大于重力，金屬棒做減速運動，最終停止，最終摩擦力變為靜摩擦力，f=mg．在運動的過程中，最大滑動摩擦力大于mg．故C正確，A、B、D錯誤．
故選C．
點評：解決本題的關鍵知道金屬棒的運動情況，知道金屬棒開始受滑動摩擦力，最后受靜摩擦力．