题目内容
1.如图甲,一绝缘带电物块(视为质点)无初速度地放在皮带轮底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向转动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端P运动至皮带轮顶端Q的过程中,其v-t图象如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5s且运动过程中电量保持不变,关于带电物块及运动过程的说法正确的是( )A. | 该物块带正电 | |
B. | 皮带轮的传动速度大小一定为l m/s | |
C. | 若已知皮带的长度,可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移 | |
D. | 在2s~4.5s内,物块与皮带仍可能有相对运动 |
分析 由图得出物块的速度和加速度随时间的变化关系,结合对物块的受力分析,得出洛伦兹力的方向,由左手定则即可判断出物块的电性;结合受力分析,得出物块做匀速直线运动的条件,从而判断出物块是否相对于传送带静止;结合运动学的公式可以判断位移.
解答 解:由图乙可知,物块做加速度逐渐减小的加速运动.物块的最大速度是1m/s.
A、对物块进行受力分析可知,开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,设动摩擦因数为μ,沿斜面的方向:
μFN-mgsinθ=ma…①
物块运动后,又受到洛伦兹力的作用,加速度逐渐减小,由①式可知,物块的加速度逐渐减小,一定是支持力FN逐渐减小,而开始时:FN=mgcosθ,后来:FN′=mgcosθ-F洛,即洛伦兹力的方向垂直于皮带向上.物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电.故A正确;
BD、物块匀速运动时,有 mgsinθ=μ(mgcosθ-F洛)…②
由②可知,只要传送带的速度大于等于1m/s,则物块达到最大速度的条件与传送带的速度无关,所以传送带的速度可能是1m/s,有可能是大于1m/s,物块可能相对于传送带静止,有可能相对于传送带运动.故B正确,D正确;
C、由以上的分析可知,传送带的速度不能判断,所以若已知皮带的长度,也不能求出该过程中物块与皮带发生的相对位移.故C错误.
故选:AD.
点评 本题是传送带问题,物块沿传送带向上的运动可能达到与传送带的速度相等,也有可能二者的速度不会相等.要注意对题目中可能出现的情况进行分析与把握.
练习册系列答案
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B. | 螺线管的左端是N极,与条形磁铁相互排斥 | |
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D. | 螺线管的左端是S极,与条形磁铁相互排斥 |