Question

10．如圖甲所示，兩平行金屬導(dǎo)軌水平固定在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示．t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R外，其余電阻不計(jì)．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則在0～4s時(shí)間內(nèi)，流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流i及其所受的靜摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是（規(guī)定a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼�方向，向左的方向�(yàn)殪o摩擦力的正方向）（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 回路的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)致其產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于電路閉合從而出現(xiàn)電流，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)體棒產(chǎn)生安培力，而導(dǎo)體棒始終靜止，則靜摩擦力與安培力平衡．所以由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出感應(yīng)電流的大小，由楞次定律來(lái)判定電流的方向，最終可確定靜摩擦力的方向與大小．

解答 解：AB、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律$E=\frac{△B}{△t}S$，0～2s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率恒定，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，由歐姆定律$I=\frac{E}{R}$知感應(yīng)電流大小恒定，同理2～4s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率恒定，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，根據(jù)楞次定律0～2s通過(guò)導(dǎo)體棒的電流為a→b，方向沿正方向，2～4s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流為b→a，方向沿負(fù)方向，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、0～1s內(nèi)，根據(jù)左手定則，受到的安培力向左，導(dǎo)體棒始終靜止，受到向右的靜摩擦力，由f=BIL，靜摩擦力與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，f隨B的均勻減小而減小，
1～2s內(nèi)，磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)左手定則，受到的安培力水平向右，導(dǎo)體棒始終靜止，受到向左的靜摩擦力，由f=BIL，靜摩擦力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，f隨B的均勻增大而增大，2～4s同理分析，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題表面上要求靜摩擦力大小與方向，實(shí)際上是確定安培力的方向與大小，所以考查了法拉第電磁感應(yīng)定律與楞次定律．