Question

如圖1-16所示，在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌ABCD。導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ�，F(xiàn)從t=0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=kt，其中k為恒量。若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則在下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時(shí)間變化的四幅圖中，正確的是（     ）

Answer 1

C

解析:

由左手定則，金屬棒MN的安培力方向是垂直紙面向里，因此金屬棒對豎直金屬導(dǎo)軌ABCD的正壓力在數(shù)值上等于金屬棒MN的安培力F，設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、棒MN長為L，則有：N=F=BIL=kBLt

開始階段滑動(dòng)摩擦力較小，即f<G，物體加速下滑，滑動(dòng)摩擦力為f=μN=μkBLt

由上式可知，物體將做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)f=G時(shí)速度達(dá)到最大，由于慣性，此后物體將繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，f也繼續(xù)隨時(shí)間增加，有f>G，物體將做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減小到零時(shí)，物體由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，所以物體受到的滑動(dòng)摩擦力也“突變”為靜摩擦力，由平衡條件可得此時(shí)該以后的靜摩擦力大小為f=G。