Question

2．如图（a）所示，abcd是由导体做成的框架，框架平面与水平面成θ角．质量为m的导线棒PQ与ab、cd接触良好，回路中的总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁场的磁感强度随时间变化情况如图（b），PQ始终静止．关于PQ与ab、cd间的摩擦力f在0→t₁内的变化情况，下列判断中有可能正确的是（　　）

• A． f一直增大
• B． f一直减小
• C． f先减小，后增大
• D． f先增大，后减小

Answer 1

分析 由图乙可知磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知：在0→t₁内导体棒受到沿斜面向上的安培力，且安培力逐渐减小，根据平衡条件分析摩擦力的变化情况．

解答 解：根据法拉第电磁感应定律可知，在线圈中产生恒定的感应电动势，形成恒定的感应电流，在0→t₁内，B均匀减小，由楞次定律知导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，且安培力逐渐减小．
若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ，则摩擦力为：f=mgsinθ-F_安，随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大；
若安培力大于mgsinθ，则摩擦力为：f=F_安-mgsinθ，由于安培力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，当F_安=mgsinθ时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinθ-F_安，随着安培力的变化将逐渐增大，即f先减小，后增大．
故选：AC．

点评 正确分析清楚过程中安培力的变化是解题关键，本题也可用排除法，因为后来安培力沿导轨向下且逐渐增大，因此摩擦力最后一定逐渐增大．