Question

如圖所示，帶正電的物塊A放在足夠長的不帶電小車B上，兩者均保持靜止，處在垂直紙面向里的勻強磁場中，在t=0時用水平恒力F向右拉小車B，t=t₁時A相對B開始滑動，t=t₂以后B作勻加速直線運動，已知地面光滑、AB間粗糙，A帶電荷量保持不變，則關于A、B的圖象，下圖大致正確的是（  ）


A                 B                 C                  D

Answer 1

C

試題分析：在t=t₁之前物體A與小車共同做勻加速直線運動，根據牛頓第二定律得：F=（m+M）a，所以小車與物塊的速度隨時間均勻增大； 對物塊A根據牛頓第二定律有：f=ma．即靜摩擦力提供其加速度，根據左手定則判斷出物塊A所受洛倫茲力方向豎直向上，物塊所受的洛倫茲力qvB逐漸增 大，由于物體A豎直方向受力平衡，所以A與B之間的壓力減小，即它們間的最大靜摩擦力減小，當兩物體A、B之間的最大靜摩擦力不能提供物塊A原來的加速度 a時，A、B發生相對滑動．
當物塊A與小車B之間的最大靜摩擦力不能提供物塊A原來的加速度a時，物塊與小車發生了相對滑動，此時物塊A受到向右的滑動摩擦力f₁=μF_N雖然小于剛才的靜摩擦力，但是滑動摩擦力的方向仍然向右，物塊A仍然加速運動，物塊所受向上的洛倫茲力qvB逐漸增大，由于物體A豎直方向受力平衡，物塊A與小車B之間的壓力減小，所以向右的滑動摩擦力也減小，即物塊A的加速度在減小，直到t₂時刻加速度減小到零，最后做勻速直線運動，在速度-時間圖象中物塊A的斜率逐漸減小到零；故AD錯誤．
當物塊與小車發生了相對滑動，小車受到物塊施加的向左的滑動摩擦力一直減小，由于水平恒力F是定值，所以小車受到向右的合力一直增大，即小車的加速度逐漸增大，在速度-時間圖象中，小車的圖象斜率從t₁時刻開始增大，直到t₂時刻，兩物體間無摩擦力時，小車水平方向受到的合力F保持不變，即小車做勻加速直線運動，故B錯誤，C正確．
故選：C
點評：對于這類問題正確受力分析結合牛頓第二定律判斷物體的加速度變化，再結合運動學關系式判斷物體的速度變化情況．