Question

【題目】如圖，空間存在方向豎直向下（xOy為光滑絕緣水平桌面）的磁場，在區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小為B0，區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小為3B0，一個不帶電、質(zhì)量為m的金屬小球a以水平方向速度與靜止在O點、電荷量為q（q＞0）、質(zhì)量為2m、形狀大小與a完全一樣的金屬小球b發(fā)生完全彈性正碰。求:（不考慮碰撞前后兩金屬球的相互作用）

（1）碰撞結(jié)束時金屬小球a、b速度

（2）從碰撞結(jié)束到b球的速度方向再次沿x軸正方向的時間

（3）此時b球與O點間的距離.

Answer 1

【答案】（1） ，方向向左，，方向向右（2）（3）

【解析】

(1)由彈性碰撞：

mv0=mv1+2mv2

=+

解得：

，方向向左，

，方向向右

(2)帶電粒子碰撞時電荷量重新分布，a、b各帶，粒子b在磁場中做勻速圓周運動。

在x≥0區(qū)域中有:

在x切區(qū)域中有：

粒子速度方向轉(zhuǎn)過時，所需的時間為：

粒子速度方向再轉(zhuǎn)過時，所需的時間為：

聯(lián)立解得所需的時間為：

t0=t1+t2=

(3)粒子與O點間距離為：

d0=2（R1-R2）=