Question

【題目】如圖所示，U 型金屬框架的兩平行導(dǎo)軌與水平面成θ角。一個(gè)橫截面為矩形的金屬棒 ab 靜止在導(dǎo)軌上，金屬棒 ab 的電阻一定，其它電阻不計(jì)。從某時(shí)刻起，在此空間施加一個(gè)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開(kāi)始均勻增大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（即 B=kt，k 為常數(shù)）直到金屬棒剛要開(kāi)始在導(dǎo)軌上滑動(dòng)為止。在這一過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 回路中的感應(yīng)電流一直增大B. 金屬棒 ab 所受的安培力大小一直不變

C. 金屬棒 ab 所受的摩擦力大小一直不變D. 金屬棒 ab 所受的摩擦力大小先減小后增大

Answer 1

【答案】D

【解析】

A項(xiàng)：由法拉第電磁感應(yīng)定律得：，感應(yīng)電流：，由于k、S、R都不變，回路中的感應(yīng)電流保持不變，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：金屬棒受到的安培力：，由于k、S、L、R都是定值，則安培力F隨時(shí)間增大，故B錯(cuò)誤；

CD項(xiàng)：安培力F隨時(shí)間t增大，開(kāi)始時(shí)安培力較小，當(dāng)F＜mgsinθ時(shí)，摩擦力f平行于斜面向上，對(duì)金屬棒，由平衡條件可得：f+F=mgsinθ，f=mgsinθ-F，由于F不斷增大，則摩擦力f逐漸減��；當(dāng)安培力F＞mgsinθ時(shí)，摩擦力f平行于斜面向下，由平衡條件得：mgsinθ+f=F，f=F-mgsinθ，F逐漸增大，摩擦力f逐漸增大；綜上所述可知，在整個(gè)過(guò)程中，摩擦力先減小后增大，故C錯(cuò)誤，D正確。