(2004?天津模擬)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,接電阻為R的固定電阻.金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,且始終與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面.現(xiàn)用垂直于ab棒的水平向右的外力F,拉動(dòng)ab棒由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).則圖中哪一個(gè)能夠正確表示外力F隨時(shí)間變化的規(guī)律?( 。
分析:ab棒由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則速度為v=at.由E=BLv、I=
E
R
和F=BIL,推導(dǎo)出安培力,再根據(jù)牛頓第二定律求得F的表達(dá)式,即可進(jìn)行選擇.
解答:解:由題意,ab棒由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則其速度為v=at.
由E=BLv、I=
E
R
和F=BIL,得
  F=
B2L2v
R
=
B2L2a
R
t

根據(jù)牛頓第二定律得:F-F=ma
聯(lián)立上兩式得:F=
B2L2a
R
t
+ma
式中B、L、a、R均不變,可見(jiàn)F與t是線性關(guān)系,C圖正確.
故選C
點(diǎn)評(píng):安培力是聯(lián)系電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的橋梁,本題關(guān)鍵是推導(dǎo)安培力的表達(dá)式,再由牛頓第二定律得到F的表達(dá)式.
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