Question

【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌水平放置，一端連接一個豎直放置的螺線管，具有一定電阻的金屬棒PQ垂直導軌放置，用水平細線跨過光滑的定滑輪，與小物體m連接，導軌間有豎直向下的勻強磁場B，一條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，放在螺線管的正上方。不計空氣阻力和導軌的電阻，小物體離地足夠高，運動過程中金屬棒始終垂直導軌并接觸良好。從靜止開始釋放小物體，在小物體的運動過程中，下列說法中正確的是（　　）

A.懸掛磁鐵的細線拉力先增大后不變B.懸掛磁鐵的細線拉力先減小后不變

C.連接金屬棒的細線拉力先增大后不變D.連接金屬棒的細線拉力先減小后不變

Answer 1

【答案】AC

【解析】

金屬棒PQ在細線拉力的作用下，先向右加速運動，切割磁感線產生感應電動勢，從而產生感應電流，由右手定則可知，金屬棒PQ中感應電流方向從P流向Q，由E = BLv可知，感應電動勢逐漸增大，由閉合電路歐姆定律可知，感應電流逐漸增大，由F = ILB可知，安培力也逐漸增大，由左手定則可知，安培力方向與拉力方向相反，所以金屬棒PQ是做加速度減小的加速運動。當安培力與拉力大小相等時，金屬棒PQ達到最大速度，并以最大速度勻速運動，此時感應電流和安培力保持不變。

AB．金屬棒PQ中感應電流方向從P流向Q，則螺線管中的電流是順時針方向（俯視），由右手螺旋定則可知，螺線管上端為S極，條形磁鐵被吸引，所以懸掛磁鐵的細線受到向下的拉力，又因為感應電流先增大，然后保持不變，所以螺線管的磁性先增強，然后保持不變，則懸掛磁鐵的細線拉力先增大后不變，故A正確，B錯誤；

CD．設細線拉力為FT，安培力為F安，金屬棒PQ的加速度為a，質量為M，分別對小物體和金屬棒PQ受力分析，由牛頓第二定律得

聯立以上兩式得

因為安培力F安先增大后不變，所以細線拉力FT也是先增大后不變，故C正確，D錯誤。

故選AC。