Question

如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，则（   ）

A．木板和滑块一直做加速度为2m/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加速运动，最后做匀加速直线运动

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

Answer

D

【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，

由，         可得：；      

因为0.6N<1.5N,所以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。

对整体由牛顿第二定律： 

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：；；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

综上所述，滑块先做加速度为的匀加速直线运动，后做加速度减小的运动，最后匀速运动，AB错误

当滑块受到的重力等于洛伦兹力时，合力为零，速度最大，为v＝10m/s，对木板没有力的作用，此时木板只受到拉力F作用，故最终的加速为，C错误，D正确，

考点：考查力与运动的关系