问题 问答题

如图所示,长为L的木板静止在光滑水平面上,小木块放置在木板的右端,木板和小木块的质量均为m,小木块的带电量为+q,木板不带电,小木块与木板之间的动摩擦因数为μ,整个空间存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.现对木板施加一个方向水平向右、大小为μmg的恒力F,当作用时间为t时,小木块速度刚好达到

mg
Bq
且正好滑至木板中央,求:

(1)t时刻时,木板的加速度大小为多少?

(2)恒力作用多长时间时,小木块和木板之间开始发生相对滑动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)?

答案

(1)t时刻,小木块受到竖直向上的洛伦兹力

则有:F=B qv木块=mg

则小木块与木板之间无挤压,不存在摩擦力,

对木板有:F=ma木板      

       

a 木板
=
F
m
=μg

(2)小木块和木板之间发生相对滑动之前一起匀加速,设加速度为a,

由牛顿第二定律,则有:F=2ma    

               即 a=

F
2m
=
1
2
μg

小木块和木板之间刚要开始发生相对滑动时,设摩擦力为fm,共同速度为v1

对小木块:fm=μ(mg-Bqv1)=ma       

 速度公式:v1=at1

所以  

v 1
=
mg
2Bq
      

 则小木块和木板之间开始发生相对滑动,恒力作用的时间:

t 1
=
m
μBq

答:(1)t时刻时,木板的加速度大小为μg;

(2)恒力作用

m
μBq
的时间时,小木块和木板之间开始发生相对滑动.

单项选择题
单项选择题