Question

如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角．质量为m的导体棒PQ与ad、bc接触良好，回路的总电阻为R．整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示（设图甲中B的方向为正方向）．若PQ始终静止，关于PQ与框架间的摩擦力在 0～t₁时间内的变化情况，有如下判断
①一直增大     
②一直减小
③先减小后增大 
④先增大后减小
以上对摩擦力变化情况的判断可能的是（　　）

A．①④

B．①③

C．②③

D．②④

Answer 1

分析：由图看出，磁感应强度均匀减小，穿过PQcb回路的磁通量均匀减小，回路中产生恒定电流，根据安培力公式分析安培力大小的变化情况，由左手定则判断安培力方向，由平衡条件分析棒PQ受到的静摩擦力的大小变化情况．

解答：解：由图看出，磁感应强度均匀减小，穿过PQcb回路的磁通量均匀减小，回路中产生恒定电流，根据楞次定律得知，导体棒PQ所受安培力方向沿斜面向上．由F=BIL可知，B减小，PQ所受安培力大小F_A减小．
①、②若PQ开始时不受静摩擦力，F_A减小时，静摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件得：mgsinθ=F_A+f，F_A减小，f一直增大；若PQ原来所受的静摩擦力方向沿斜面向上时，根据平衡条件得：mgsinθ=F_A+f，F_A减小，f一直增大；故①正确，②错误．
③、④若PQ开始时所受的静摩擦力方向沿斜面向下时，根据平衡条件得：mgsinθ+f=F_A，F_A减小，f先减小；当重力的沿斜面向下的分力mgsinθ＞F_A时，静摩擦力沿斜面向上时，根据平衡条件得：mgsinθ=F_A+f，F_A减小，f开始增大，所以摩擦力可能先减小后增大；故③正确，④错误．
故选：B．

点评：本题是楞次定律、安培力和力平衡等知识的综合应用，直接由楞次定律判断安培力的方向，也可以由楞次定律、左手定则结合判断安培力方向．