Question

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足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度地放置一质量为0.1kg、电荷量为q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现对木板施加一方向水平向左、大小为0.6N的恒力为F，g取10m/s²，则（ ）

A．木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动

B．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动

C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10 m/s的匀速运动

D．最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10 m/s的匀速运动

Answer 1

BD

解析试题分析：设滑块质量为m、木板质量为M，两者动摩擦因数为μ。
设滑块与木板之间恰好发生相对滑动所用的拉力为F_c，
由μmg＝ma_c，   F_c=（M+m）a_c     可得：F_c=1.5N；      
∵0.6N<1.5N,∴起初一段时间内木板与滑块保持相对静止，具有共同加速度a。（1分）
对整体由牛顿第二定律：a==2m/s²       （2分）
随着滑块速度的增加，受到向上的洛仑兹力变大，所以滑块与木板之间的弹力变小，最大静摩擦力也变小。当滑块所受静摩擦力等于最大静摩擦力的时候，两者发生相对滑动，由：f_静＝ma＝0.2N；f_静＝μ（mg－Bqv）；可得：v=6m/s；
又v＝at  ，可得：t＝3s
当滑块所受洛仑兹力与重力相等时，滑块开始作匀速运动，速度达到最大值。
由mg＝Bqv，  可得：最终速度v＝10m/s
考点：考查力与运动的关系
点评：明确两物体间的摩擦力增大到最大静摩擦力时开始发生相对滑动，注意洛伦兹力随着水平方向的速度的增大而增大，使得物体与木板间的正压力减小，最大静摩擦力逐渐减小，这是两者发生相对滑动的根本原因