如图所示，横截面为正方形的金属棒ab静止在倾角为θ的平行导轨上，导轨上端有导线相连，垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B0，方向如图．从某一时刻t=0开始．B0均匀增加，到t=t1

Question

如图所示，横截面为正方形的金属棒ab静止在倾角为θ的平行导轨上，导轨上端有导线相连，垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B₀，方向如图．从某一时刻t=0开始．B₀均匀增加，到t=t₁时，金属棒开始运动，那么在0─t₁这段时间内，金属棒受到的摩擦力将（　　）

A．不断增大
B．不断减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大

Answer 1

磁感应强度均匀增大，不妨设B=kt，k是比例常数，
金属棒与U型框组成闭合回路的面积为S，电路总电阻为R，
由楞次定律可知，通过ab的感应电流从a流向b，
由左手定则可知，ab受到的安培力平行于斜面向上；
由法拉第电磁感应定律得：E=(△∅)/(△t)=(S△B)/(△t)=kS，
感应电流I=(E)/(R)=(kS)/(R)，金属棒受到的安培力：F=BIL=(k2SLt)/(R)，
由于k、S、L、R都是定值，则安培力F随时间增大，
开始时安培力较小，当F＜mgsinθ时，摩擦力f平行于斜面向上，
对金属棒，由平衡条件可得：f+F=mgsinθ，f=mgsinθ-F，由于F不断增大，则摩擦力f逐渐减小；
当安培力F＞mgsinθ时，摩擦力f平行于斜面向下，
由平衡条件得：mgsinθ+f=F，f=F-mgsinθ，F逐渐增大，摩擦力f逐渐增大；
综上所述可知，在整个过程中，摩擦力先减小后增大，故D正确；
故选：D．