Question

【題目】如圖甲，一帶電物塊無(wú)初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時(shí)針傳動(dòng)，該裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，物塊由底端E運(yùn)動(dòng)至皮帶輪頂端F的過(guò)程中，其圖像如圖乙所示,物塊全程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4.5s,關(guān)于帶電物塊及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的說(shuō)法正確的是

A. 該物塊帶正電

B. 皮帶輪的傳動(dòng)速度大小一定為1m/s

C. 若已知皮帶的長(zhǎng)度,可求出該過(guò)程中物塊與皮帶發(fā)生的相對(duì)位移

D. 在2～4.5S內(nèi),物塊與皮帶仍可能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

Answer 1

【答案】AD

【解析】

由圖乙可知，物塊做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)。物塊的最大速度是1m/s

A項(xiàng)：對(duì)物塊進(jìn)行受力分析可知，開始時(shí)物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用，設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，沿斜面的方向：

μFN-mgsinθ=ma ①

物塊運(yùn)動(dòng)后，又受到洛倫茲力的作用，加速度逐漸減小，由①式可知，物塊的加速度逐漸減小，一定是FN逐漸減小，而開始時(shí)：FN=mgcosθ，后來(lái)：FN′=mgcosθ-f洛，即洛倫茲力的方向是向上的。物塊沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，物塊帶正電，故A正確；

B、D項(xiàng)：物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，洛倫茲力越來(lái)越大，則受到的支持力越來(lái)越小，結(jié)合①式可知，物塊的加速度也越來(lái)越小，當(dāng)加速度等于0時(shí)，物塊達(dá)到最大速度，此時(shí)：

mgsinθ=μ（mgcosθ-f洛）②

由②可知，只要傳送帶的速度大于等于1m/s，則物塊達(dá)到最大速度的條件與傳送帶的速度無(wú)關(guān)，所以傳送帶的速度可能是1m/s，有可能是大于1m/s，物塊可能相對(duì)于傳送帶靜止，有可能相對(duì)于傳送帶不靜止。故B錯(cuò)誤，D正確；

C項(xiàng)：由以上的分析可知，傳送帶的速度不能判斷，所以若已知皮帶的長(zhǎng)度，也不能求出該過(guò)程中物塊與皮帶發(fā)生的相對(duì)位移。故C錯(cuò)誤。

故選：D。