Question

4．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁，右端固定并保持水平，当开关闭合，电路中滑动变阻器滑片P由最右端逐渐向左移动时，条形磁铁先保持静止，后沿桌面运动起来，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小随时间变化图线正确的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 根据螺线管中电流方向和线圈绕向根据安培定则确定螺线管的左端的磁极．再利用磁极间的作用规律确定条形磁铁的右端与电磁铁左端的相互作用情况．
条形磁铁在水平面上处于静止状态，受到平衡力的作用：桌面对它的摩擦力和电磁铁的磁力，根据二力平衡的条件可以确定条形磁铁受到的摩擦力大小．
滑动摩擦只与压力和接触面的粗糙程度有关，由此判断运动起来后条形磁铁受到的摩擦力的大小变化情况．

解答 解：
开关闭合前，条形磁铁处于静止状态，电磁铁中无磁性，条形磁铁不受水平方向力的作用，摩擦力为0．
开关闭合后，根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极．所以条形磁铁受到螺线管对它向左的斥力．
滑片P左移，变阻器连入阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性逐渐增强，斥力逐渐增大，
条形磁铁处于静止状态时，受到平衡力的作用，桌面对它施加了一个摩擦力，根据二力平衡的条件可知，摩擦力等于斥力，所以摩擦力随斥力增大而增大；
当条形磁铁运动起来后受到的是滑动摩擦，因为压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变．
综上所述，条形磁铁受到的摩擦力先增大后不变，但最小不为零，故ABD错误，C正确．
故选C．

点评 本题考查了安培定则、电磁铁磁性强弱因素、平衡力和摩擦力的知识的理解．注意平衡状态下物体受到的力是平衡力，同时掌握滑动摩擦力的影响因素才能顺利解题．