题目内容
【题目】如图甲所示,一带电物块无初速度地放在传送带的底端,传送带以恒定的速率顺时针传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E运动至传送带顶端F的过程中,其v﹣t图象如图乙所示,若物块全程运动的时间为4.5s,则下列判断正确的是( )
A. 该物块带负电
B. 传送带的传送速度大小可能大于1m/s
C. 若已知传送带的长度,可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移
D. 在2~4.5s内,物块与传送带间仍可能有相对运动
【答案】BD
【解析】
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。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:μFNmgsinθ=ma①
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FN逐渐减小,而开始时:FN=mgcosθ,后来:F′N=mgcosθf洛,即洛伦兹力的方向是向上的。物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电。故A错误;物块做匀速直线运动时: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;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BD。
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