Question

在水平桌面上，一個(gè)面積為S電阻為r的圓形金屬框與水平粗糙平行金屬導(dǎo)軌連接，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（1）所示．0～1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線框平面向下．導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，如圖（2）所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的（設(shè)向左為靜摩擦力的正方向）（　�。�

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：導(dǎo)體棒始終保持靜止，則導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力與安培力始終保持平衡，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律研究感應(yīng)電流，由F=BIL研究安培力的大小，由左手定則判斷安培力的方向，即可得出導(dǎo)體棒所受的摩擦力情況．

解答：解：研究B變化一個(gè)周期內(nèi)的情況．
在0-1s，磁場(chǎng)方向向下，B增大，則穿過電路的磁通量增大，由楞次定律判斷可知，電路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，由左手定則判斷可知，導(dǎo)體棒所受的安培力方向向左，則導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力方向向右，為負(fù)值；B均勻增大，則磁通量均勻增加，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得知，電路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流也恒定．由F=BIL，則導(dǎo)體棒所受的安培力隨著B的均勻增大也均勻增大．
在1-2s，B不變，穿過電路的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，導(dǎo)體棒不受安培力，則不受靜摩擦力，f=0；
在2-3s，磁場(chǎng)方向向下，B減小，則穿過電路的磁通量減小，由楞次定律判斷可知，電路中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由左手定則判斷可知，導(dǎo)體棒所受的安培力方向向右，則導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力方向向左，為正值；B均勻減小，則磁通量均勻減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得知，電路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流也恒定．由F=BIL，則導(dǎo)體棒所受的安培力隨著B的均勻減小也均勻增大．
接著周而復(fù)始．故A正確．
故選A

點(diǎn)評(píng)：本題由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、楞次定律、安培力公式相結(jié)合研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從因果關(guān)系，按部就班分析．