如圖*，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恆定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處於垂直紙面向裏的勻強磁...

問題詳情：

如圖*，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恆定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處於垂直紙面向裏的勻強磁場中，物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過程中，其v﹣t圖象如圖乙所示，物塊全程運動的時間為4.5s，關於帶電物塊及運動過程的説法正確的是（　　）

A．該物塊帶負電

B．皮帶輪的傳動速度大小一定為1m/s

C．若已知皮帶的長度，可求出該過程中物塊與皮帶發生的相對位移

D．在2s～4.5s內，物塊與皮帶仍可能有相對運動

【回答】

解：由圖乙可知，物塊做加速度逐漸減小的加速運動．物塊的最大速度是1m/s．

A、對物塊進行受力分析可知，開始時物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用，設動摩擦因數為μ，沿斜面的方向：

μFN﹣mgsinθ=ma  ①

物塊運動後，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：FN=mgcosθ，後來：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動，由左手定則可知，物塊帶正電．故A錯誤；

B、D、物塊向上運動的過程中，洛倫茲力越來越大，則受到的支持力越來越小，結合①式可知，物塊的加速度也越來越小，當加速度等於0時，物塊達到最大速度，此時：

mgsinθ=μ（mgcosθ﹣f洛）   ②

由②可知，只要傳送帶的速度大於等於1m/s，則物塊達到最大速度的條件與傳送帶的速度無關，所以傳送帶的速度可能是1m/s，有可能是大於1m/s，物塊可能相對於傳送帶靜止，有可能相對於傳送帶不靜止．故B錯誤，D正確；

C、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度，也不能求出該過程中物塊與皮帶發生的相對位移．故C錯誤．

故選：D

知識點：安培力與洛倫茲力單元測試

題型：選擇題