(19分）如圖所示，在xoy平面內(nèi)，以O(shè)'(0,R）為圓心、R為半徑的圓內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸下方有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。第四象限有一與x軸成45°角傾斜放置的擋板PQ，P、Q兩點(diǎn)在坐標(biāo)軸上，且OP兩點(diǎn)間的距離大于2R，在圓形磁場(chǎng)的左側(cè)0<y<2R的區(qū)間內(nèi)，均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為＋q的一簇帶電粒子，當(dāng)所有粒子均沿x軸正向以速度v射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點(diǎn)進(jìn)人x軸下方磁場(chǎng)，結(jié)果有一半粒子能打在擋板上。不計(jì)粒子重力、不考慮粒子間相互作用力。求：

（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）擋板端點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）擋板上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度。

如圖所示，在ab=bc的等腰三角形abc區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，d是ac上任意一點(diǎn)，e是bc上任意一點(diǎn)．大量相同的帶電粒子從a點(diǎn)以相同方向垂直磁場(chǎng)射入，由于速度大小不同，粒子從ac和bc上不同點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．不計(jì)粒子重力，則從c點(diǎn)離開(kāi)的粒子在三角形abc磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間．與從d點(diǎn)和e點(diǎn)離開(kāi)的粒子相比較

A．經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)一定大于從d點(diǎn)離開(kāi)的粒子經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)

B．經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)一定小于從e點(diǎn)離開(kāi)的粒子經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)

C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從d點(diǎn)離開(kāi)的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從e點(diǎn)離開(kāi)的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

(20分)如圖所示，直線(xiàn)MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子1以速度v₁=v₀從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角=30^o；質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2以速度也從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角=60^o。已知粒子l、2同時(shí)到達(dá)磁場(chǎng)邊界的A、B兩點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

(1)請(qǐng)畫(huà)出粒子1和2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡；
(2)求兩粒子在磁場(chǎng)邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d；
(3)求兩粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔t；
(4)若MN下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩粒子在電場(chǎng)中相遇，其中的粒子1做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

如圖所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一帶正電的電荷，從D點(diǎn)以v₀的速度沿DB方向射入磁場(chǎng)，恰好從A點(diǎn)射出，已知電荷的質(zhì)量為m，帶電量為q，不計(jì)電荷的重力，則下列說(shuō)法正確的是

A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B．電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

C．若電荷從CD邊界射出，隨著入射速度的減小，電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間會(huì)減小

D．若電荷的入射速度變?yōu)?v0，則粒子會(huì)從AB中點(diǎn)射出

如圖所示，邊長(zhǎng)為的L的正方形區(qū)域abcd中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)M點(diǎn)以一定速度垂直于ad邊射入磁場(chǎng)，僅在洛倫茲力的作用下，正好從ab邊中點(diǎn)N點(diǎn)射出磁場(chǎng)。忽略粒子受到的重力，下列說(shuō)法中正確的是

A．該粒子帶負(fù)電

B．洛倫茲力對(duì)粒子做正功

C．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)/4

D．如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也將變大

（10分）如圖所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s₁以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過(guò)狹縫S₂、S₃、方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ,射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s₃的細(xì)線(xiàn)。若測(cè)得細(xì)線(xiàn)到狹縫s₃的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。

如圖是荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子從O點(diǎn)垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)進(jìn)入正方形區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，則

A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的質(zhì)量大	B．a(chǎn)帶正電荷、b帶負(fù)電荷
C．a(chǎn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率比b的大	D．a(chǎn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比b的長(zhǎng)

圖為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0×10^-3T，在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口，在Y軸上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5×10⁴m/s的速率從P處射入磁場(chǎng)，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀測(cè)到，且運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q, 不計(jì)其重力。則上述粒子的比荷（C/kg） 是

A．

B．4.9×

C．

D．

如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， ab是圓的一條直徑。一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成時(shí)恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（不計(jì)帶電粒子所受重力）（ ）

A．3t

B．

C．

D．2t

（19分）如圖（甲）所示，兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN，PQ相距為L(zhǎng)=1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₁=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的金屬桿ab垂直于MN，PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬桿的質(zhì)量為m₁=2kg、電阻為R₁=3Ω.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間距離和板長(zhǎng)均為d=1m，定值電阻為R₂=1Ω.現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S并將金屬桿由靜止釋放，取重力加速度g=10m/s².
（1）求金屬桿沿導(dǎo)軌下滑的最大速率v_m；
（2）當(dāng)金屬桿穩(wěn)定下滑時(shí)，在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂=3T，在下板的右端C點(diǎn)且非�？拷�下板的位置有一質(zhì)量為m₂=6×10-5kg、帶電量為q=-1×10^-4C的液滴以初速度v水平向左射入磁場(chǎng)，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)，要使帶電液滴能從金屬板間射出，則初速度v滿(mǎn)足什么條件？
（3）若帶電液滴射入的速度恰好使液滴從D點(diǎn)飛出，液滴從C點(diǎn)射入時(shí)，再?gòu)脑摯艌?chǎng)區(qū)域加一個(gè)如圖（乙）所示的變化磁場(chǎng)（正方向與B₂方向相同，不考慮磁場(chǎng)變化所產(chǎn)生的電場(chǎng)），求該帶電液滴從C點(diǎn)射入到運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t.