Question

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，一端連接一個(gè)豎直放置的螺線管，具有一定電阻的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，用水平細(xì)線跨過光滑的定滑輪，與小物體m連接，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，放在螺線管的正上方。不計(jì)空氣阻力和導(dǎo)軌的電阻，小物體離地足夠高，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌并接觸良好。從靜止開始釋放小物體，在小物體的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法中正確的是（　�。�

A.懸掛磁鐵的細(xì)線拉力先增大后不變B.懸掛磁鐵的細(xì)線拉力先減小后不變

C.連接金屬棒的細(xì)線拉力先增大后不變D.連接金屬棒的細(xì)線拉力先減小后不變

Answer 1

【答案】AC

【解析】

金屬棒PQ在細(xì)線拉力的作用下，先向右加速運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，金屬棒PQ中感應(yīng)電流方向從P流向Q，由E = BLv可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，由閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電流逐漸增大，由F = ILB可知，安培力也逐漸增大，由左手定則可知，安培力方向與拉力方向相反，所以金屬棒PQ是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)安培力與拉力大小相等時(shí)，金屬棒PQ達(dá)到最大速度，并以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)感應(yīng)電流和安培力保持不變。

AB．金屬棒PQ中感應(yīng)電流方向從P流向Q，則螺線管中的電流是順時(shí)針方向（俯視），由右手螺旋定則可知，螺線管上端為S極，條形磁鐵被吸引，所以懸掛磁鐵的細(xì)線受到向下的拉力，又因?yàn)楦袘?yīng)電流先增大，然后保持不變，所以螺線管的磁性先增強(qiáng)，然后保持不變，則懸掛磁鐵的細(xì)線拉力先增大后不變，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD．設(shè)細(xì)線拉力為FT，安培力為F安，金屬棒PQ的加速度為a，質(zhì)量為M，分別對(duì)小物體和金屬棒PQ受力分析，由牛頓第二定律得

聯(lián)立以上兩式得

因?yàn)榘才嗔?/span>F安先增大后不變，所以細(xì)線拉力FT也是先增大后不變，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選AC。