题目内容

【题目】如图所示,一足够长的直角绝缘粗糙斜面静止放置在水平地面上,一质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑.现给物体带上一定量的正电荷,且保证物体所带电荷量保持不变,在空间中加入垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度B随时间逐渐增大,物体在斜面上下滑的过程中,斜面相对地面一直保持静止,则下列说法中正确的是

A.物体一直沿斜面向下做加速运动

B.斜面与地面间的静摩擦力始终保持不变

C.斜面相对地面一直有水平向右的运动趋势

D.地面对斜面的静摩擦力方向先水平向左后水平向右

【答案】C

【解析】

A.物体带正电,因下滑产生速度,则根据左手定则,受到洛伦兹力垂直斜面向下,导致压力增大,小物块受到的摩擦力增大。则当滑动摩擦力等于重力的下滑分力后,随磁感应强度的增大,洛伦兹力增大,则物体做减速运动,故A错误;

BCD.以物块和斜面组成的整体为研究对象,由于开始时物块沿斜面向下做加速运动,所以可知,整体沿水平方向必定地面的受到向左的摩擦力。而由A的分析可知,物块速度增大时受到的洛伦兹力增大,则根据受力分析可知物块受到斜面的支持力增大,受到的摩擦力逐渐增大,所以摩擦力由于支持力的合力一定增大;根据摩擦力与支持力的关系f=μFN可知,摩擦力与支持力的合力的方向不变。然后根据牛顿第三定律可知,物块对斜面的压力与摩擦力的合力也方向不变,大小随物块速度的增大而增大;以斜面为研究对象,开始时受到竖直向下的重力、地面的竖直向上的支持力、物块对斜面的压力与摩擦力、地面对斜面的摩擦力;物块对斜面的压力与摩擦力的合力方向不变,大小随物块速度的增大而增大;则该力沿水平方向的分量随物块速度的增大而增大,根据沿水平方向受力平衡可知,地面对斜面的摩擦力也一定方向不变,始终向左,大小随物块速度的增大而增大。故BD错误,C正确。
故选C

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