题目内容
【题目】如图所示，在粗糙的水平面上0.5a—1.5a区间放置一探测板（
）。在水平面的上方存在水平向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场右边界离小孔O距离为a,位于水平面下方离子源C飘出质量为m，电荷量为q，初速度为0的一束负离子，这束离子经电势差为
的电场加速后，从小孔O垂直水平面并垂直磁场射入磁场区域，t时间内共有N个离子打到探测板上。
（1）求离子从小孔O射入磁场后打到板上的位置。
（2）若离子与挡板碰撞前后没有能量的损失，则探测板受到的冲击力为多少？
（3）若射到探测板上的离子全部被板吸收，要使探测板不动，水平面需要给探测板的摩擦力为多少？
【答案】（1）打在板的中间（2）
方向竖直向下（3） 
方向水平向左
【解析】(1)在加速电场中加速时据动能定理： 
，
代入数据得
在磁场中洛仑兹力提供向心力： 
,所以半径
轨迹如图：
， 
， 
所以
，离子离开磁场后打到板的正中间。
(2)设板对离子的力为F，垂直板向上为正方向，根据动量定理： 
F=
根据牛顿第三定律，探测板受到的冲击力大小为
，方向竖直向下。
（3）若射到探测板上的离子全部被板吸收，板对离子水平方向的力为T，根据动量定理： 
，T=
离子对板的力大小为
，方向水平向右。
所以水平面需要给探测板的摩擦力大小为
，方向水平向左。
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