Question

【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

Answer 1

【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。