Question

3．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg，且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板的左端无初速放置一质量为0.1kg，电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s²．则（　　）

• A． 木板和滑块一直以2m/s²做匀加速运动
• B． 滑块先做匀加速运动，再做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动
• C． 最终木板以2m/s²做匀加速运动，滑块以10m/s做匀速运动
• D． 最终木板以3m/s²做匀加速运动，滑块以10m/s的匀速运动

Answer 1

分析 先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度，再根据牛顿第二定律判断当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时摩擦力等于零，此后物块做匀速运动，木板做匀加速直线运动．

解答 解：A、由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s²，当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{0.6}{0.2+0.1}$=2m/s²＜5m/s²的加速度一起运动；当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，代入数据解得：v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.6}{0.2}$=3m/s²，故AC错误，D正确．
B、由A的分析可知，开始滑块做匀加速直线运动，滑块获得速度后，受到洛伦兹力作用，受到的合外力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动，最后滑块做匀速直线运动，故B正确；
故选：BD

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况．