问题 选择题

如图甲所示,abcd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的总电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B的变化情况如图乙所示(取图中B的方向为正方向).而PQ始终保持静止.则下列关于PQ与框架间的摩擦力在时间0~t1内的变化情况的说法中,有可能正确的是(  )

A.一直不变

B.一直减小

C.先减小,后增大

D.先增大,后减小

答案

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,开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力,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,随着安培力的减小,摩擦力f逐渐逐渐增大,当安培力反向时,f=mgsinθ+F,安培力逐渐增大,故摩擦力也是逐渐增大;

若安培力大于mgsinθ,则安培力为:f=F-mgsinθ,由于安培力逐渐减故,摩擦力逐渐减小,当F=mgsinθ时,摩擦力为零并开始反向变为:f=mgsinθ-F,随着安培力的变化将逐渐增大,故ABD错误,C正确.

故选C.

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