Question

如图甲，一带电物块无初速度地放上皮带底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其v t图像如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是：

A.该物块可能带负电

B.皮带轮的传动速度大小可能为2m/s

C.若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移

D.在2s 4.5s内，物块与皮带仍可能有相对运动

Answer

BD

【解析】

试题分析：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：μFN mgsinθ=ma ①；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：FN′=mgcosθ f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；物块向上运动的过程中，洛伦兹力越来越大，则受到的支持力越来越小，结合①式可知，物块的加速度也越来越小，当加速度等于0时，物块达到最大速度，此时：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不静止．故BD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.

考点：牛顿第二定律的应用；左手定则