Question

如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有直径相同的两个金属球a和b，质量分别为m a =3m，m b =m，b球带电量为4q

Answer 1

（1）a、b碰后对桌面的压力为零，所受磁场力向上，据左手定则，b球带负电

（2）a球沿斜面下滑过程，根据动能定理有：m _agh=

m _av ₀ ²①

因为两球体积相同，接触后电量均分，所以a、b各带电2q

对a球，根据力的平衡条件得2qv _aB=m _ag，即

②

对b球，根据力的平衡条件得2qv _bB=m _bg，即

③

碰撞过程a、b系统受合外力为零，根据动量守恒定律：m _av ₀=m _av _a+m _bv _b④

联立①②③④式得：h=

⑤

（3）当重力与电场力合力为零，磁场力提供向心力时，b球做匀速圆周运动。所以：m _bg=q _bE ⑥

代入可得：E=

⑦

负电荷受电场力向上，所以应该加一个方向竖直向下的电场 ⑧

b球做匀速圆周运动，由圆周运动知识可得：2qv _bB=m _b

⑨

③代入⑨可得：R=

⑩