金属棒ab静止在倾角为a的平行导轨上,导轨上端有导线相连,垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B0,方向如图所示。从某一时刻t=0开始,B0均匀增加,到t=t1时,金属棒开始运动,那么在0~t1,这段时间内,金属棒受到的摩擦力将( )
A.不断增大 B.不断减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
为什么摩擦力先是向下减小,然后再向上增加?
追答导体棒和上边的导轨构成闭合回路。B均匀增加,这个回路中的磁通量均匀增加,回路中产生感应电动势是恒定的,电流也是恒定的。ab棒受到的安培力沿着斜面向上。大小为F=ILB.由这个式子可见,I不变,L不变。B增加,所以F均匀增加。
在0-t1这段时间内ab棒静止,t1时刻开始运动,说明书t1时刻以后是向上滑动的。
在0-t1时间内几元 是有向下滑动的趋势,静摩擦力方向向上,然后由于安培力F的增加,使棒受到向上的摩擦力减小,摩擦力减小到零后,随着F的增加,然后导体棒ab有向上运动的趋势,静摩擦力的方向沿着斜面向下,随着F的增大,这个沿着斜面向下的静摩擦力逐渐增大,到t1时达到最大静摩擦,开始向上滑动。
所以静摩擦力是先是向下的逐渐减小,再改变不向上的逐渐增加到最大静摩擦。
(本题设计没有问题,很好的)
选择D正确。
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初态的安培力呢?