14.如圖甲所示,現(xiàn)有一機械裝置,裝置O右端固定有一水平光滑絕緣桿,裝置可以帶動桿上下平行移動,桿上套有兩個小球a、b,質量m
a=1kg,m
b=3kg,a球帶電量q=+2C,b球不帶電。初始時a球在桿的最左端,且a、b球相距L
0=0.08m?,F(xiàn)讓裝置O帶動桿以v
0=2m/s向下勻速運動,并且加上一垂直紙面向里的磁感應強度B=1T的勻強磁場,已知小球和桿始終在磁場中,球發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞,且碰撞過程中電荷量不發(fā)生轉移。(g取10m/s
2)
(1)求小球a、b第一次發(fā)生碰撞后沿桿方向的速度分別是多少?
(2)若已知在桿的最右端恰好發(fā)生第9次碰撞,則桿的長度是多少?
(3)如圖乙所示,若將該裝置固定不動,長方形ABCD內有交變勻強磁場,磁感應強度按圖丙規(guī)律變化,取垂直紙面向里為磁場的正方向,圖中
,L=2m,B
0=1T,在長方形區(qū)域再加一豎直向上的勻強電場,E=30V/m,給a一個向右瞬時沖量I,a、b發(fā)生彈性碰撞且電荷量平分,b在t=0時從A點沿AB方向進入磁場,最終到達C點,則沖量I多大?