问题
选择题
如图所示,电阻不计的平行粗糙长金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属棒a、b垂直于导轨放置,且与导轨良好接触,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.在a运动的整个过程中若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能( )
A.先减小后增大
B.先增大后减小
C.等于F
D.先减小后不变
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答案
A、B、D对a棒所受合力为:F合=F-f-mgsinθ-BIL=F-f-
=ma,故运动过程如下:B2L2v R
由于a棒加速→速度增大→合力减小,加速度减小至零后,速度恒定不变→安培力先增大后不变.
对于b棒,原来受到的静摩擦力沿斜面向下,在a棒向上运动的过程中,两棒所受的安培力大小相等,b棒所受的安培力方向沿斜面向上,先增大后不变,
开始阶段:b棒的摩擦力沿斜面向上,由平衡条件有 F安+f=mgsinθ,得f=mgsinθ-F安,则F安增大,f减小;当f=0后,摩擦力反向,有F安=f+mgsinθ,f=F安-mgsinθ,F安增大,f增大.故A正确,BD错误.
C、由上知:f=mgsinθ-F安或f=F安-mgsinθ.
对a,F≥mgsinθ+F安+f滑,故F≠f.故C错误
故选A