（20分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的直角坐標系中，X軸上方有一個圓形有界勻強磁場（圖中未畫出），x軸下方分布有斜向左上與Y軸方向夾角θ=45°的勻強電場；在x軸上放置有一擋板，長0.16m,板的中心與O點重合。今有一帶正電粒子從y軸上某點P以初速度v₀=40m/s與y軸負向成45°角射入第一象限，經(jīng)過圓形有界磁場時恰好偏轉(zhuǎn)90°，并從A點進入下方電場，如圖所示。已知A點坐標（0.4m，0），勻強磁場垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小B=T，粒子的荷質(zhì)比C/kg，不計粒子的重力。問：

（1）帶電粒子在圓形磁場中運動時，軌跡半徑多大？
（2）圓形磁場區(qū)域的最小面積為多少？
（3）為使粒子出電場時不打在擋板上，電場強度應(yīng)滿足什么要求？

(16分)如圖所示，直角坐標系xoy的第一象限內(nèi)有場強為E方向沿x軸負向的勻強電場，第二象限內(nèi)有方向沿y軸負向的勻強電場，在的區(qū)域內(nèi)有方向垂直坐標平面的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子(不計重力)，從P()點由靜止開始運動， 通過第二象限后經(jīng)點再進入y≤0區(qū)域，并恰好經(jīng)過坐標原點O.求

(1)第二象限內(nèi)勻強電場的場強．
(2)y≤0區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B．
(3)粒子從P到0經(jīng)歷的時間．

（17分）如圖所示，真空中有以O(shè)₁為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，坐標原點O為圓形磁場邊界上的一點。磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強電場。從O點在紙面內(nèi)向各個不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：

(1)質(zhì)子射入磁場時的速度大�。�
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達x軸所需的時間；
(3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質(zhì)子到達x軸時的位置坐標。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)"

（10分）如圖所示，光滑絕緣的水平面上有一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的板OA與水平成為30°傾角放置，其左端有一豎直檔板，擋板上有一小孔P，已知OA板上方有方向豎直向上、場強大小為E=5V/m的勻強電場，和垂直紙面向外的、磁感應(yīng)強度大小為B=1T的勻強磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=帶電量為q=+的帶電小球，從小孔P以速度v=2m/s水平射入上述電場、磁場區(qū)域，之后從OA板上的M點垂直O(jiān)A方向飛出上述的電磁場區(qū)域后而進入下方的電磁場區(qū)域 ，OA板下方電場方向變?yōu)樗�平向右，電場強度大小�?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/af/f/1m0kw2.png" style="vertical-align:middle;" />，當小球碰到水平地面時立刻加上勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小仍為B=1T，方向垂直紙面向里。小球與水平地面相碰時，豎直方向速度立刻減為零，水平方向速度不變，小球運動到D處剛好離開水平地面，然后沿著曲線DQ運動，重力加速度為g=10m/s²，小球在水平地面上運動過程中電量保持不變，不計摩擦。

（1）求小球在OA上方空間電磁場中運動時間；
（2）求小球從M運動到D的時間；
（3）若小球在DQ曲線上運動到某處時速率最大為v_m，該處軌跡的曲率半徑（即把那一段曲線盡可能的微分，近似一個圓弧，這個圓弧對應(yīng)的半徑即曲線上這個點的曲率半徑）。求v_m與的函數(shù)關(guān)系。

（13分）如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導軌，間距L＝2.0m；R是連在導軌一端的電阻，質(zhì)量m＝1.0kg的導體棒ab垂直跨在導軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連。導軌所在空問有磁感應(yīng)強度B＝0.5T、方向豎直向下的勻強磁場。從t＝0開始對導體棒ab施加一個水平向左的外力F，使其由靜止開始沿導軌向左運動，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，其中OA段是直線，AB段是曲線、BC段平行于時間軸。假設(shè)在從1.2s開始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不變。導軌和導體棒ab的電阻均可忽略不計，導體棒ab在運動過程中始終與導軌垂直，且接觸良好。不計電壓傳感器對電路的影響（g＝10m/s²）。求

（1）導體棒ab做勻變速運動的加速度及運動過程中最大速度的大�。�   
（2）在1.2s~2.4s的時間內(nèi)，該裝置產(chǎn)生的總熱量Q；
（3）導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ和電阻R的值。

（18分）如圖所示，在第一、二象限存在場強均為E的勻強電場，其中第一象限的勻強電場的方向沿x軸正方向，第二象限的電場方向沿x軸負方向。在第三、四象限矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強磁場，矩形區(qū)域的AB邊與x軸重合。M點是第一象限中無限靠近y軸的一點，在M點有一質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子，以初速度v₀沿y軸負方向開始運動，恰好從N點進入磁場，若OM＝2ON，不計質(zhì)子的重力，試求：

（1）N點橫坐標d；
（2）若質(zhì)子經(jīng)過磁場最后能無限靠近M點，則矩形區(qū)域的最小面積是多少；
（3）在（2）的前提下，該質(zhì)子由M點出發(fā)返回到無限靠近M點所需的時間。

（19分）如圖所示，s為一電子發(fā)射槍，可以連續(xù)發(fā)射電子束，發(fā)射出來的電子初速度可視為0，電子經(jīng)過平行板A、B之間的加速電場加速后，從o點沿x軸正方向進入xoy平面內(nèi)，在第一象限內(nèi)沿x、y軸各放一塊平面熒光屏，兩屏的交點為o，已知在y>0、0<x<a的范圍內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，大小均為B。已知給平行板AB提供直流電壓的電源E可以給平行板AB提供0_~U之間的各類數(shù)值的電壓，現(xiàn)調(diào)節(jié)電源E的輸出電壓，從0調(diào)到最大值的過程中發(fā)現(xiàn)當AB間的電壓為U時，x軸上開始出現(xiàn)熒光。（不計電子的重力）試求：

（1）當電源輸出電壓調(diào)至U和U時，進入磁場的電子運動半徑之比r₁：r₂
（2）兩熒光屏上的發(fā)光亮線的范圍。

（16分）如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直平面內(nèi)，管口B、C的連線是水平直徑．現(xiàn)有一帶正電的小球(可視為質(zhì)點)從B點正上方的A點自由下落，A、B兩點間距離為4R．從小球進入管口開始，整個空間中突然加上一個勻強電場，電場力在豎直向上的分力大小與重力大小相等，結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后，其運動軌跡經(jīng)過A點．設(shè)小球運動過程中帶電量沒有改變，重力加速度為g，求：

(1)小球到達B點的速度大��；
(2)小球受到的電場力的大小；
(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力．

(16分)如圖所示，在坐標系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B；在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強電場。一個粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子源在點P（，）時發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出；將粒子源沿直線PO移動到Q點時，所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計粒子的重力及粒子間相互作用力。求：
⑴勻強電場的電場強度；
⑵PQ的長度；
⑶若僅將電場方向沿順時針方向轉(zhuǎn)動60º角，粒子源仍在PQ間移動并釋放粒子，試判斷這些粒子第一次從哪個邊界射出磁場并確定射出點的縱坐標范圍。

如圖所示，兩根足夠長、相距為L的金屬直角導軌，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。一絕緣細線跨過導軌直角頂點處定滑輪連接兩金屬細桿ab、cd，桿通過兩端金屬小圓環(huán)垂直套在導軌上，細桿質(zhì)量均為m、電阻均為R，整個裝置處于磁感強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中。保持細線拉直后同時無初速釋放兩細桿，cd桿下降高度h時達到最大速度。 ab桿一直在水平導軌上運動，接觸處摩擦及導軌電阻均不計，取重力加速度為g。求：

(1)剛釋放時，ab桿的加速度大�。�
(2)下滑過程中，cd桿的最大速率；
(3)從開始釋放到剛好達到最大速度的過程中整個回路所產(chǎn)生的熱量。