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釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場時，其速度為，經(jīng)電場加速后，沿方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，垂直平板電極，當(dāng)粒子從點(diǎn)離開磁場時，其速度方向與方位的夾角，如圖所示，整個裝置處于真空中。

（1）寫出釷核衰變方程；
（2）求粒子在磁場中沿圓弧運(yùn)動的軌道半徑R；
（3）求粒子在磁場中運(yùn)動所用時間。

靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置可簡化如圖。、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由指向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為。在板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍，油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為、電荷量均為，不計(jì)油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對板間電場和磁場的影響及空氣阻力，重力加速度。求：

（1）油漆微粒落在板上所形成的圖形面積；
（2）若讓、兩板間的電場反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出，其它條件不變。板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度；
（3） 在滿足（2）的情況下，打中板的油漆微粒中，在磁場中運(yùn)動的最短時間。

三塊相同的金屬平板A、B、D自上而下水平放置，間距分別為h和d，如圖所示.A、B兩板中心開孔，在A板的開孔上擱有一金屬容器P，與A板接觸良好，其內(nèi)盛有導(dǎo)電液體.A板通過閉合的電鍵K與電動勢為E₀的電池正極相連，B板與電池負(fù)極相連并接地.容器P內(nèi)液體在底部小孔O處形成質(zhì)量為m，帶電量為q的液滴后自由下落，穿過B板的開孔O′落到D板上，其電荷被D板吸附，液體隨即蒸發(fā).接著容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此繼續(xù).設(shè)整個裝置放在真空中.

(1)第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少?
(2)D板最終可達(dá)到多高的電勢?
(3)設(shè)液滴的電量是A板所帶電量的a倍(a＝0.02)，A板與B板構(gòu)成的電容器的電容為C₀＝5×10^-12F，E₀＝1000V，m＝0.02g，h＝d＝5cm.試計(jì)算D板最終的電勢值.(g＝10m/s²)
(4)如果電鍵K不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其他條件與(3)相同.在這種情況下，D板最終可達(dá)到的電勢值為多少?說明理由.

一根光滑的絕緣細(xì)桿與水平成傾斜放置，其BC部分在向右的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度E＝2×10⁴N/C，在細(xì)桿上套一個帶負(fù)電的電量q=1.73×10^-5C,質(zhì)量m＝3×10^-2kg的小球，今使小球由A點(diǎn)靜止沿桿下滑從B點(diǎn)進(jìn)入電場，已知AB長為,如圖，求：

（1）小球進(jìn)入電場后還能滑行多遠(yuǎn)？
（2）小球從A滑至最遠(yuǎn)時間是多少？

如圖所示,PQ、MN兩極板間存在勻強(qiáng)電場,兩極板間電勢差為U、間距為d,MN極板右側(cè)虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)有一初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子從PQ極板出發(fā),經(jīng)電場加速后,從MN上的小孔A垂直進(jìn)入磁場區(qū)域,并從C點(diǎn)垂直于虛線邊界射出.求:
(1)離子從小孔A射出時速度v0；
(2)離子帶正電還是負(fù)電？C點(diǎn)離MN板的距離？

（12分）如圖所示，在軸上方有一豎直向下的勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場強(qiáng)度為。軸下方分布有很多磁感應(yīng)強(qiáng)度為的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其寬度均為為，相鄰兩磁場區(qū)域的間距為。現(xiàn)將一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電的粒子（不計(jì)重力）從軸上的某處靜止釋放。

（1）若粒子從坐標(biāo)（0,）點(diǎn)由靜止釋放，要使它經(jīng)過軸下方時，不會進(jìn)入第二磁場區(qū)，應(yīng)滿足什么條件？
（2）若粒子從坐標(biāo)（0,）點(diǎn)由靜止釋放，求自釋放到第二次過軸的時間。

如圖甲所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)加速電壓U₁，加速后，在水平方向沿O₁O₂垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．已知形成偏轉(zhuǎn)電場的平行板電容器的極板長為L(不考慮電場邊緣效應(yīng))，兩極板間距為d，O₁O₂為兩極板的中線，P是足夠大的熒光屏，且屏與極板右邊緣的距離也為L．求：

(1)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度v的大�。�
(2)若偏轉(zhuǎn)電場兩板間加恒定電壓，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后正好打中屏上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與極板M在同一水平線上，求偏轉(zhuǎn)電場所加電壓U₂；
(3)若偏轉(zhuǎn)電場兩板間的電壓按如圖乙所示作周期性變化，要使電子經(jīng)加速電場后在t=0   時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后水平擊中A點(diǎn)，試確定偏轉(zhuǎn)電場電壓U₀以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件．

示波器是一種多功能電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況：如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子（初速度不計(jì)），經(jīng)過電壓為U₁的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板，A、B間的中心線射入板中.板長L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢，電場全部集中在兩板之間，且分布均勻.在每個電子通過極板的極短時間內(nèi)，電場視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.當(dāng)?shù)谝粋�電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時，使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動，每經(jīng)過一定的時間后，在一個極短時間內(nèi)它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻速運(yùn)動.(已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)電子重力)求：?

（1）電子進(jìn)入AB板時的初速度；?
（2）要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U₀需滿足什么條件？?
（3）要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形，①熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置？②計(jì)算這個波形的最大峰值和長度.③并在如圖丙所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個波形.

飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的比荷q/m，如圖1。帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進(jìn)入長度為L的真空管AB，可測得離子飛越AB所用時間t₁。改進(jìn)以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進(jìn)入場強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場區(qū)域BC，在電場的作用下離子返回B端，此時，測得離子從A出發(fā)后返回B端飛行的總時間為t₂（不計(jì)離子重力）。
（1）忽略離子源中離子的初速度用t₁計(jì)算荷質(zhì)比。
（2）離子源中相同比荷的離子由靜止開始可經(jīng)不同的加速電壓加速，設(shè)兩個比荷都為q/m的離子分別經(jīng)加速電壓U₁、U₂加速后進(jìn)入真空管，在改進(jìn)后的方法中，它們從A出發(fā)后返回B端飛行的總時間通常不同，存在時間差Δt，可通過調(diào)節(jié)電場E使Δt＝0。求此時E的大小。

（12分）一個初速度為零的電子在U₁=45V的電壓作用下得到一定速度后垂直于平行板間的勻強(qiáng)電場飛入兩板間的中央，如圖所示。若平行板間的距離d=1cm，板長l=1.5cm，電子的電荷量e="1.6×10" ^-19C，電子的質(zhì)量m="9×10" ^-31kg，求：

（1）電子進(jìn)入平行板間的速度v₀多大？
（2）若電子恰能沿平行板右邊緣射出，加在平行板上的電壓U₂為多大？