（16分）  如圖甲所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域       內(nèi)(邊界為L(zhǎng)₁、L₂)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖7乙所示)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E₀，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上．t＝0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的塵埃從左邊界上的N₁點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N₂點(diǎn)．Q為線段N₁N₂的中點(diǎn),重力加速度為g.上述d、E₀、m、v、g為已知量．

(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)求電場(chǎng)變化的周期T；

(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值．

電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直于圓面。不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)磁場(chǎng)中心O點(diǎn)而打到屏幕上的中心M，加磁場(chǎng)后電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)�，F(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)，可行的辦法是

A．增大加速電壓

B．增加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

C．將圓形磁場(chǎng)區(qū)域向屏幕靠近些

D．將圓形磁場(chǎng)的半徑增大些

（本題16分）如圖（甲）所示，兩平行金屬板間接有如圖（乙）所示的隨時(shí)間t變化的電壓u，兩板間電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無(wú)電場(chǎng)，極板長(zhǎng)L=0.2m，板間距離d=0.2m，在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與兩板中線OO′垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10^－3T，方向垂直紙面向里�，F(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中，已知每個(gè)粒子的速度v₀=10⁵m/s，比荷q/m=10⁸C/kg，重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的。（取π = 3.14）

（1）試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度。

（2）證明任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)在MN上的入射點(diǎn)和出磁場(chǎng)時(shí)在MN上的出射點(diǎn)間的距離為定值。寫出表達(dá)式并求出這個(gè)定值。

（3）從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又射出磁場(chǎng)。試猜想粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是否為定值，若是，求出該定值的大�。蝗舨皇�，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間。

 如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，若場(chǎng)區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子通過(guò)P（d ，d）點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為；若場(chǎng)區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子也能通過(guò)P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說(shuō)法中正確的是

A.    B.     C.    D.

（16分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示，加速電場(chǎng)的電壓為U，靜電分析器中有會(huì)聚電場(chǎng)，即與圓心O₁等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O₁。磁分析器中以O₂為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。已知磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

（1）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�

（2）求出Q點(diǎn)與圓心O₂的距離為d；

（3）若僅離子的質(zhì)量變?yōu)?i>m₁（m₁≠m），而離子的電荷量q及其他條件不變，試判斷該離子能否還從Q點(diǎn)射出磁分析器，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

. (16分)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy第二象限內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出)，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面．在x軸上有坐標(biāo)(－2l_0,0)的P點(diǎn)，三個(gè)電子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向從P點(diǎn)同時(shí)射入磁場(chǎng)區(qū)，其中電子b射入方向?yàn)椋?i>y方向，a、c在P點(diǎn)速度與b速度方向夾角都是θ＝.電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直于y軸進(jìn)入第一象限，電子b通過(guò)y軸Q點(diǎn)的坐標(biāo)為y＝l₀，a、c到達(dá)y軸時(shí)間差是t₀.在第一象限內(nèi)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E，沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)重力．求：

(1) 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌道半徑和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.

(2) 電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)離y軸的最遠(yuǎn)距離x.

(3) 三個(gè)電子離開電場(chǎng)后再次經(jīng)過(guò)某一點(diǎn)，求該點(diǎn)的坐標(biāo)和先后到達(dá)的時(shí)間差Δt.

(16分)如圖，直線MN 上方有平行于紙面且與MN成45^。的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN_上的O點(diǎn)向磁場(chǎng)中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45^。角的帶正電粒子，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過(guò)直線MN，而第五次經(jīng)過(guò)直線MN時(shí)恰好又通過(guò)O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：    

    (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�

    (2)該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑；

    (3)該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間。

（16分）如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。半徑為R的光滑絕緣空心半圓細(xì)管ADO固定在豎直平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場(chǎng)中，圓心O₁為MN的中點(diǎn)，直徑AO垂直于水平虛線MN。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從半圓管的A點(diǎn)由靜止滑入管內(nèi)，從O點(diǎn)穿出后恰好通過(guò)O點(diǎn)正下方的C點(diǎn)。已知重力加速度為g，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。求：

⑴小球到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，半圓管對(duì)它作用力的大�。�

⑵矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件；

⑶從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球的動(dòng)能最�。�

（16分）在光滑絕緣的水平面上建有如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，在此水平面上可視為質(zhì)點(diǎn)的不帶電小球a靜止于坐標(biāo)系的原點(diǎn)Ｏ，可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球ｂ靜止在坐標(biāo)為（0，﹣h）的位置上．現(xiàn)加一方向沿ｙ軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ｅ、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)給a球以某一速度使其沿ｘ軸正方向運(yùn)動(dòng)．當(dāng)ｂ球到達(dá)坐標(biāo)系原點(diǎn)Ｏ時(shí)速度為v₀，此時(shí)立即撤去電場(chǎng)而改加一方向垂直于絕緣水平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Ｂ、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最終ｂ球能與a球相遇．求：

（1）b球的比荷 ；

（2）從ｂ球到達(dá)原點(diǎn)Ｏ開始至ｂ球與a球相遇所需的時(shí)間 ；

（3）ｂ球從開始位置運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)Ｏ時(shí)，a球的位置 ．

（16分）如圖所示的空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，各邊界面相互平行，Ⅰ區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×10⁴V/m，方向垂直邊界面向右．Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B₁=2.0T、B₂=4.0T．三個(gè)區(qū)域?qū)挾确謩e為d₁=5.0m、d₂= d₃=6.25m，一質(zhì)量m＝1.0×10^--8kg、電荷量q＝1.6×10^-6C的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放，粒子的重力忽略不計(jì)．求：

（1）粒子離開Ⅰ區(qū)域時(shí)的速度大小v；

（2）粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

（3）粒子離開Ⅲ區(qū)域時(shí)速度與邊界面的夾角α．