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16.質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊,從傾角為θ的無限長(zhǎng)的粗糙絕緣斜面上由靜止下滑,整個(gè)斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示.若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是( �。�
A.小物塊一定帶正電荷
B.小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度減小,速度增大,直到勻速運(yùn)動(dòng)
C.小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度增大,速度增大,直到離開斜面
D.如果磁場(chǎng)反向,小物塊最終會(huì)勻速下滑

分析 帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零,知洛倫茲力的方向垂直于斜面向上,根據(jù)左手定則判定小物塊的電性.對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析,根據(jù)受力情況確定其運(yùn)動(dòng)情況.由左手定則判斷出磁場(chǎng)反向后受到的洛倫茲力的方向,結(jié)合受力分析說明小物塊的運(yùn)動(dòng)即可.

解答 解:A、帶電小球下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零,知洛倫茲力的方向垂直于斜面向上.根據(jù)左手定則知,小球帶負(fù)電.故A錯(cuò)誤.
BC、小球在運(yùn)動(dòng)的過程中受重力、斜面的支持力、洛倫茲力以及摩擦力,開始時(shí)合外力沿斜面向下,大小為mgsinθ;
小物塊運(yùn)動(dòng)后由左手定則可知,小物塊受到的洛倫茲力的方向垂直于斜面向上,則:FN=mgcosθ-qvB
又:f=μFN,可知摩擦力隨速度的增大而減小,根據(jù)牛頓第二定律知a=gsinθ,小球在離開斜面前做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng).故B錯(cuò)誤,C正確
D、當(dāng)磁場(chǎng)反向變成向外時(shí),根據(jù)左手定則可知,小物塊向下運(yùn)動(dòng)的過程中受到的洛倫茲力的方向垂直于斜面向下,則從垂直于斜面的方向:
FN′=mgcosθ+qvB
又:f=μFN,可知摩擦力隨速度的增大而增大,當(dāng)小物塊受到的摩擦力與重力沿斜面向下的分力大小相等時(shí),向前看開始做勻速直線運(yùn)動(dòng).故D正確.
故選:CD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是正確地進(jìn)行受力分析,抓住離開斜面的臨界條件是垂直于斜面方向上的合力為零,進(jìn)行分析求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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