Question

如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为u，现从t=0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I=kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer

导体棒受重力、安培力、导轨对金属棒的弹力、摩擦力，开始金属棒在导轨上滑动，所受滑动摩擦力，当滑动摩擦力大于重力，金属棒做减速运动，最终静止．
【解析】
在垂直于纸面方向上金属棒受安培力和导轨对金属棒的弹力，两个力相等，开始金属棒由静止开始运动，所受摩擦力为滑动摩擦力，在运动的过程中，安培力增大，则弹力增大，所以滑动摩擦力增大，f=μFN=μBIL=μBLkt，成线性增大．当摩擦力大于重力，金属棒做减速运动，最终停止，最终摩擦力变为静摩擦力，f=mg．在运动的过程中，最大滑动摩擦力大于mg．故C正确，A、B、D错误．
故选C．