Question

（2004?天津模擬）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，接電阻為R的固定電阻．金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，且始終與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面．現(xiàn)用垂直于ab棒的水平向右的外力F，拉動(dòng)ab棒由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．則圖中哪一個(gè)能夠正確表示外力F隨時(shí)間變化的規(guī)律？（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：ab棒由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則速度為v=at．由E=BLv、I=

E

R

和F_安=BIL，推導(dǎo)出安培力，再根據(jù)牛頓第二定律求得F的表達(dá)式，即可進(jìn)行選擇．

解答：解：由題意，ab棒由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則其速度為v=at．
由E=BLv、I=

E

R

和F_安=BIL，得
  F_安=

B2L2v

R

=

B2L2a

R

t
根據(jù)牛頓第二定律得：F-F_安=ma
聯(lián)立上兩式得：F=

B2L2a

R

t+ma
式中B、L、a、R均不變，可見F與t是線性關(guān)系，C圖正確．
故選C

點(diǎn)評(píng)：安培力是聯(lián)系電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的橋梁，本題關(guān)鍵是推導(dǎo)安培力的表達(dá)式，再由牛頓第二定律得到F的表達(dá)式．