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(18分)如圖所示，ABCD是邊長(zhǎng)為L的正方形，在其中的適當(dāng)區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以大小為v的速度垂直BC邊從C點(diǎn)射入正方形區(qū)域，所經(jīng)過(guò)的區(qū)域都有磁場(chǎng)，最后從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力。求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（2）若完全相同的粒子以相同的速度從BC的中點(diǎn)O垂直BC邊射入正方形區(qū)域，在到達(dá)P點(diǎn)前，所經(jīng)過(guò)的區(qū)域沒(méi)有磁場(chǎng)，從P點(diǎn)開(kāi)始，所經(jīng)過(guò)的區(qū)域都有磁場(chǎng)，最后從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)。則P點(diǎn)到BC邊的距離x＝?

（22分）在一個(gè)放射源水平放射出、和三種射線，垂直射入如圖所示磁場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域的磁感強(qiáng)度大小B相等，方向相反（粒子運(yùn)動(dòng)不考慮相對(duì)論效應(yīng)）。

（1）若要篩選出速率大于v₁的粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，要求磁場(chǎng)寬度d與B和v₁的關(guān)系。
（2）若B＝0.0034T，V₁＝0.1c（c是光速度），則可得d; 粒子的速率為0.001c，計(jì)算和射線離開(kāi)區(qū)域Ⅰ時(shí)的距離；并給出去除和射線的方法。
（3）當(dāng)d滿(mǎn)足第（1）小題所給關(guān)系時(shí)，請(qǐng)給出速率在;區(qū)間的粒子離開(kāi)區(qū)域Ⅱ時(shí)的位置和方向。
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，能使離開(kāi)區(qū)域Ⅱ的粒子束在右側(cè)聚焦且水平出射。
已知：電子質(zhì)量，粒子質(zhì)量，電子電荷量，（時(shí)）

右圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₀，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里，圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑EF方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的G點(diǎn)射出，已知弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為。不計(jì)重力，求：

（1）離子速度的大��；
（2）離子的質(zhì)量。

如圖所示，分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從磁場(chǎng)邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。試確定：

（1）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；   （2）粒子的入射速度；
（3）若保持粒子的速度不變，從A點(diǎn)入射時(shí)速度的方向順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)
60°角，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

如圖所示，S為一個(gè)電子源，它可以在紙面的360°范圍內(nèi)發(fā)射速率相同的質(zhì)量為m，電量為e的電子，MN是一塊足夠大的擋板，與S的距離OS=L，擋板在靠近電子源一側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，問(wèn)：

（1）若使電子源發(fā)射的電子有可能到達(dá)擋板，則發(fā)射速度最小為多大?
（2）如果電子源S發(fā)射電子的速度為（1）中的2倍，則擋板上被電子擊中的區(qū)域范圍有多大?

（18分）
如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為L；中間區(qū)域和右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向外和向里。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后,又回到O點(diǎn),然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。求:
（1）畫(huà)出帶電粒子在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程的軌跡；
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（3）帶電粒子在磁場(chǎng)中回轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間。

（14分）如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系xoy，直線OP與x軸正方向的夾角為，第一象限內(nèi)有兩個(gè)方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I和II，直線OP是它們的邊界，OP上方區(qū)域I中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電荷量為q的質(zhì)子（不計(jì)重力）以速度v從O點(diǎn)沿與OP成角的方向垂直磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域I，質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域I和II后，恰好垂直打在x軸上的Q點(diǎn)（圖中未畫(huà)出），試求：
（1）區(qū)域II中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��；
（2）Q點(diǎn)的坐標(biāo)。

（16分）如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，MN為其左邊界，磁場(chǎng)中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心O到MN的距離OO₁=2R，圓筒軸線與磁場(chǎng)平行．圓筒用導(dǎo)線通過(guò)一個(gè)電阻r₀接地，最初金屬圓筒不帶電．現(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以速度v₀從很遠(yuǎn)處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場(chǎng)區(qū)，已知電子質(zhì)量為m，電量為e．

（1）若電子初速度滿(mǎn)足，則在最初圓筒上沒(méi)有帶電時(shí)，能夠打到圓筒上的電子對(duì)應(yīng)MN邊界上O₁兩側(cè)的范圍是多大？
（2）當(dāng)圓筒上電量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，測(cè)量得到通過(guò)電阻r₀的電流恒為I，忽略運(yùn)動(dòng)電子間的相互作用，求此時(shí)金屬圓筒的電勢(shì)φ和電子到達(dá)圓筒時(shí)速度v（取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地電勢(shì)為零）．
（3）在（2）的情況下，求金屬圓筒的發(fā)熱功率．

（10分）如圖所示真空中狹長(zhǎng)區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，寬度為d，速度為v的電子從邊界CD外側(cè)垂直射入磁場(chǎng)，入射方向與CD間夾角為θ．電子質(zhì)量為m、電量為e．為使電子不從磁場(chǎng)的另一側(cè)邊界EF射出，則電子速度v的最大值為多少？

(10分)如圖，一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力），以初速度V₀，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求

(1)（4分）請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出粒子所受的洛侖茲力的方向和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡
(2)（3分）推導(dǎo)出帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式
(3)（3分）推導(dǎo)出帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式