Question

【題目】如圖所示，質量M=2.0 kg的小車a在光滑水平面上運動，速度為，某時刻將一個質量m=0.10 kg、帶正電荷q=5.0×lO-2C的小物體b輕輕放在小車右端。己知小車足夠長且上表面粗糙，重力加速度g取lOm/s2,整個空間存在水平向里、磁感應強度B=2.0T

(1)小物體b的最大速度；

(2)在a與b相互作用過程中系統增加的內能。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】（1）由于a、b之間的摩擦作用，小車a向右做減速運動，小物體b向右做加速運動，b將受到向上的洛侖茲力．若在洛侖茲力作用下，b與a會分離，分離時b的速度為vb，則：

求出：

若a、b能達到相對靜止，設共同速度為v，則由動量守恒定律有：

求得：

說明a、b在沒有達到共同速度前就分離了，所以b的最大速度為：

（2）設a、b分離時a的速度為va，由動量守恒定律有：

由能量轉化與守恒定律可知，系統增加的內能為

代入數據得