Question

在水平桌面上，一个面积为S电阻为r的圆形金属框与水平粗糙平行金属导轨连接，置于匀强磁场B中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（1）所示．0～1s内磁场方向垂直线框平面向下．导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，如图（2）所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的（设向左为静摩擦力的正方向）（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer

导体棒始终保持静止，则导体棒所受的静摩擦力与安培力始终保持平衡，根据法拉第电磁感应定律分别感应电动势，由欧姆定律研究感应电流，由F=BIL研究安培力的大小，由左手定则判断安培力的方向，即可得出导体棒所受的摩擦力情况．
【解析】
研究B变化一个周期内的情况．
在0-1s，磁场方向向下，B增大，则穿过电路的磁通量增大，由楞次定律判断可知，电路中感应电流方向为逆时针，由左手定则判断可知，导体棒所受的安培力方向向左，则导体棒所受的静摩擦力方向向右，为负值；B均匀增大，则磁通量均匀增加，根据法拉第电磁感应定律得知，电路中产生恒定的感应电动势，感应电流也恒定．由F=BIL，则导体棒所受的安培力随着B的均匀增大也均匀增大．
在1-2s，B不变，穿过电路的磁通量不变，没有感应电流产生，导体棒不受安培力，则不受静摩擦力，f=0；
在2-3s，磁场方向向下，B减小，则穿过电路的磁通量减小，由楞次定律判断可知，电路中感应电流方向为顺时针，由左手定则判断可知，导体棒所受的安培力方向向右，则导体棒所受的静摩擦力方向向左，为正值；B均匀减小，则磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，电路中产生恒定的感应电动势，感应电流也恒定．由F=BIL，则导体棒所受的安培力随着B的均匀减小也均匀增大．
接着周而复始．故A正确．
故选A