题目内容
10.如图所示,金属杆ab处于静止状态,当垂直于轨道平面倾斜向下的磁场零均匀增大金属杆刚要运动时,此过程金属杆受到的静摩擦力( )A. | 逐渐增大 | B. | 逐渐减小 | ||
C. | 先逐渐增大,后逐渐减小 | D. | 先逐渐减小,后逐渐增大 |
分析 金属杆ab始终处于静止状态,穿过回路的磁通量均匀增大,产生的感应电动势和感应电流恒定不变,根据安培力与重力沿斜面向下的分力的大小关系,由平衡条件判断摩擦力如何变化.
解答 解:由题意,磁场从零均匀增大时,金属杆ab始终处于静止状态,穿过回路的磁通量均匀增大,
根据法拉第电磁感应定律E=$\frac{△Φ}{△t}$得知,回路中产生的感应电动势恒定不变,则感应电流也恒定不变.
根据楞次定律判断可知,金属杆所受的安培力沿斜面向上.
开始阶段,安培力小于重力沿斜面向下的分力,金属杆所受的摩擦力沿斜面向上,由平衡条件得:BIL+f=mgsinθ,B增大,f减小;
当安培力等于重力沿斜面向下的分力,金属杆不受摩擦力;
当安培力大于重力沿斜面向下的分力,金属杆所受的摩擦力沿斜面向下,由平衡条件得:BIL=mgsinθ+f,B增大,f增大;
所以金属杆受到的静摩擦力将先逐渐减小,后逐渐增大,故ABC错误,D正确.
故选:D.
点评 本题是动态平衡问题,关键要知道回路中产生的感应电流是恒定不变的,运用平衡条件进行分析.
练习册系列答案
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