Question

4．如图所示，甲带负电，乙是足够长的不带电的绝缘木板，甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙从静止开始向左运动，在甲运动达到稳态的过程中（　　）

• A． 甲、乙间的摩擦力不断增大
• B． 甲、乙间的摩擦力不断减小
• C． 甲、乙间摩擦力先增后减直至为零
• D． 乙物块与地面间的摩擦力不断减小

Answer 1

分析 以甲乙整体为研究对象，分析受力情况，分析地面对乙物块的摩擦力如何变化，根据牛顿第二定律分析加速度如何变化，再对甲研究，由牛顿第二定律研究甲所受摩擦力如何变化．

解答 解：A、甲带负电，向左运动时，由左手定则可知，甲受到的洛伦兹力的方向向上．
根据f_洛=qvB可知，随速度的增大，洛伦兹力增大，则甲对乙的压力减小，同时乙对地面的压力也减小，则乙与地面之间的摩擦力减小．
1．开始时甲与乙一起做加速运动，当摩擦力f减小，F一定，根据牛顿第二定律得，（M+m）a=F-f
可知加速度a增大，对甲研究得到，乙对甲的摩擦力f_甲=m_甲a，则得到f_甲先增大．
2．当甲与乙之间的摩擦力减小到小于最大静摩擦力后，甲与乙之间开始有相对运动，摩擦力变成滑动摩擦力，f=μF_N=μ（mg-f_洛），随洛伦兹力的增大，甲与乙之间的滑动摩擦力减小．
由以上的分析可知，甲、乙两物块间的先增后减直至为零．故A错误，B错误，C正确．
D、以甲乙整体为研究对象，竖直方向受到重力和支持力，则有N=（m_甲+m_乙）g-qvB，当甲乙一起加速运动时，洛伦兹力F_洛增大，支持力减小，所以滑动摩擦力f减小．故D正确．
故选：CD．

点评 该题考查带电物体在复合场中的运动，解答的关键要灵活选择研究对象，要抓住洛伦兹力大小与速度大小成正比这个知识点，基本题．