Question

【題目】如圖所示，在粗糙的水平面上0.5a—1.5a區(qū)間放置一探測板（）。在水平面的上方存在水平向里,磁感應強度大小為B的勻強磁場，磁場右邊界離小孔O距離為a,位于水平面下方離子源C飄出質量為m，電荷量為q，初速度為0的一束負離子，這束離子經電勢差為的電場加速后，從小孔O垂直水平面并垂直磁場射入磁場區(qū)域，t時間內共有N個離子打到探測板上。

（1）求離子從小孔O射入磁場后打到板上的位置。

（2）若離子與擋板碰撞前后沒有能量的損失，則探測板受到的沖擊力為多少？

（3）若射到探測板上的離子全部被板吸收，要使探測板不動，水平面需要給探測板的摩擦力為多少？

Answer 1

【答案】（1）打在板的中間（2） 方向豎直向下（3） 方向水平向左

【解析】(1)在加速電場中加速時據動能定理： ，

代入數據得

在磁場中洛侖茲力提供向心力： ,所以半徑

軌跡如圖：

， ，

所以，離子離開磁場后打到板的正中間。

(2)設板對離子的力為F，垂直板向上為正方向，根據動量定理：

F=

根據牛頓第三定律，探測板受到的沖擊力大小為，方向豎直向下。

（3）若射到探測板上的離子全部被板吸收，板對離子水平方向的力為T，根據動量定理： ，T=

離子對板的力大小為，方向水平向右。

所以水平面需要給探測板的摩擦力大小為，方向水平向左。