Question

【題目】如圖甲，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過程中，其 圖像如圖乙所示，物塊全程運動的時間為4.5 s，關于帶電物塊及運動過程的說法正確的是（ ）
A.該物塊帶負電
B.皮帶輪的傳動速度大小一定為lm／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

Answer 1

【答案】D
【解析】因開始時小物塊做加速度減小的加速運動，則物塊所受的摩擦力逐漸減小，物塊對皮帶的正壓力逐漸減小，說明洛倫茲力垂直皮帶向上，由左手定則可知，物塊帶正電，選項A錯誤；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，摩擦力越來越小，物塊的加速度也越來越小，當加速度等于0時，物塊達到最大速度，此時：mgsinθ=μ（mgcosθ-f洛） 由此式可知，只要傳送帶的速度大于等于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，有可能是大于1m/s，物塊可能相對于傳送帶靜止，有可能相對于傳送帶不靜止．故B錯誤，D正確；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.
本題考查了牛頓第二定律的應用及物體的平衡