Question

8．如圖甲所示，用裸導(dǎo)體做成U形框架abcd，ad與bc相距L=0.2 m，其平面與水平面成θ=30°角．質(zhì)量為m=1 kg的導(dǎo)體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R=1Ω．整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示（設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎�方向）．t=0時(shí)，B₀=10 T，導(dǎo)體棒PQ與cd的距離x₀=0.5 m．若PQ始終靜止，關(guān)于PQ與框架間的摩擦力大小在0～0.3 s時(shí)間內(nèi)的變化情況，下面判斷正確的是（重力加速度g=10m/s²）（　�。�

• A． 先增大后減小再增大
• B． 先減小后增大再減小
• C． 先減小后增大
• D． 先增大后減小

Answer 1

分析 由圖乙可知磁場均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)體棒開始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當(dāng)B=0時(shí)，安培力為零，當(dāng)磁場反向時(shí)，導(dǎo)體棒受到沿導(dǎo)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(dǎo)體棒進(jìn)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(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，
則為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{\frac{△B•S}{△t}}{R}$=$\frac{\frac{10}{0.2}×0.2×0.5}{1}$=5A，
開始導(dǎo)體棒PQ受到沿導(dǎo)軌向上的安培力，則為F_A=BIL=10×5×0.2=10N，
導(dǎo)體棒重力沿導(dǎo)軌向下的分力mgsinθ=1×10×$\frac{1}{2}$=5N，
則摩擦力為：f=F_安-mgsinθ，隨著安培力的減小，沿著導(dǎo)軌向下的摩擦力f逐漸逐漸減小，
當(dāng)安培力反向時(shí)，f=mgsinθ+F_安，安培力逐漸增大，故沿著導(dǎo)軌向上的摩擦力在逐漸增大，故ABD錯(cuò)誤，C正確．
故選：C．

點(diǎn)評 正確分析清楚過程中安培力的變化是解題關(guān)鍵，本題也可用排除法，因?yàn)楹髞戆才嗔ρ貙?dǎo)軌向下且逐漸增大，因此摩擦力最后一定逐漸增大．