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如右圖所示，有界勻強磁場邊界線SP//MN，速率不同的同種帶電粒子（重力不計）從S 點沿SP方向同時射入磁場。其中穿過a點的粒子速度v₁與MN垂直，穿過b點的粒子速度v₂與MN成60°角，設兩粒子從S到a、b所需時間分別為t₁和t₂。
（1）在圖上畫出兩粒子的運動軌跡；
（2）求v₁:v₂；
（3）求t₁:t₂。

（16分）如圖所示，NM的上側有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小為B。一帶負電的粒子（不計重力）從P處以垂直于MN的初速度射入磁場區(qū)域，最后通過點。已知此粒子的比荷，求：
（1）P間的距離L？
（2）粒子從P運動到需要多長的時間？

（20分）如題圖所示，在半徑為a的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿磁感應強度大小為B的均勻磁場，其方向平行于軸線遠離讀者．在圓柱空間中垂直軸線平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長為L=1．6a的剛性等邊三角形框架ΔDEF，其中心O位于圓柱的軸線上．DE邊上S點（）處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖題圖中截面內(nèi)且垂直于DE邊向下。發(fā)射粒子的電量皆為q（＞0），質量皆為m，但速度v有各種不同的數(shù)值。若這些粒子與三角形框架的碰撞無能量損失，電量也無變化，且每一次碰撞時速度方向均垂直于被碰的邊。試問：

（1）帶電粒子經(jīng)多長時間第一次與DE邊相碰？
（2）帶電粒子速度v的大小取哪些數(shù)值時可使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點？
（3）這些粒子中，回到S點所用的最短時間是多少？

（21分）

如下圖，在區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為B.在t=0時刻，一位于坐標原點的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與y軸正方向的夾角分布在0～180°范圍內(nèi)。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在時刻剛好從磁場邊界上點離開磁場。求：
⑴    粒子在磁場中做圓周運動的半徑R及粒子的比荷q／m;[來源:學&科&網(wǎng)]
⑵    此時刻仍在磁場中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍；[來源:學科網(wǎng)ZXXK]
⑶    從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間。

（16分）用磁聚焦法測比荷的裝置如圖所示．在真空玻璃管中裝有熱陰極K和帶有小孔的陽極A．在A、K之間加上電壓U后，不斷地有電子從陰極K由靜止加速到達陽極A，并從小孔射出．接著電子進入平行板電容器C，電容器兩極板間加有不大的交變電場，使不同時刻通過的電子發(fā)生不同程度的偏轉；電容器C和熒光屏S之間加一水平向右的均勻磁場，電容器和熒光屏間的距離為L，電子經(jīng)過磁場后打在熒光屏上，將磁場的磁感應強度從零開始緩慢增大到為B時，熒光屏上的光點的銳度最大（這時熒光屏S上的亮斑最�。�．
（1）若平行板電容器C的板長為，求電子經(jīng)過電容器和磁場區(qū)域的時間之比；
（2）用U、B、L表示出電子的比荷；
（3）在磁場區(qū)域再加一勻強電場，其電場強度的大小為，方向與磁場方向相反，若保持Ｕ、L和磁場方向不變，調節(jié)磁場的磁感應強度大小，仍使電子在熒光屏上聚焦，則磁感應強度大小滿足的條件是什么？

如圖所示，在x＜0與x ＞0的區(qū)域中，存在磁感應強度大小分別為B₁與B₂的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面向里，且B₁＞B₂。一個帶負電荷的粒子從坐標原點O以速度V沿x軸負方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B₁與B₂的比值應滿足什么條件？

 
 
 
 

（21分）如圖甲所示，在空心三棱柱CDF以外足夠大的空間中，充滿著磁感應強度為B的勻強磁場。三棱柱的軸線與磁場平行，截面邊長為L，三棱柱用絕緣薄板材料制成，其內(nèi)部有平行于CD側面的金屬板P、Q，兩金屬板間的距離為d，P板帶正電，Q板帶負電，Q板中心有一小孔，P板上與小孔正對的位置有一個粒子源S，從S處可以發(fā)出初速度為0、帶電量為＋q、質量為m的粒子，這些粒子與三棱柱側面碰撞時無能量損失。試求：
（1）為使從S點發(fā)出的粒子最終又回到S點，P、Q之間的電壓U應滿足什么條件?（Q與CD之間距離不計）
（2）粒子從S點出發(fā)又回到S點的最短時間是多少?
（3）若磁場是半徑為a的圓柱形區(qū)域，如圖乙所示，圓柱的軸線與三棱柱的軸線重合，且a＝（＋）L，要使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點，則P、Q之間的電壓不能超過多少?

（20分）如圖所示. 半徑分別為a、b的兩同心虛線圓所圍區(qū)域分別存在電場和磁場，中心O處固定一個半徑很小（可忽略不計）的金屬球，在小圓空間內(nèi)存在沿水平的徑向輻向電場。小圓周與金屬球間電勢差為U，兩圓之間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，設有一個帶負電的粒子從金屬球表面沿x軸正方向以很小的初速度逸出，粒子質量為m，電荷量為q.（不計粒子的重力，忽略粒子逸出的初速度）求：
（1）粒子到達小圓周上時的速度為多大？
（2）粒子以（1）中的速度進入兩圓間的磁場中，當磁感應強超過某一臨界值時，粒子將不能到達大圓周，求此磁感應強度的最小值B.
（3）若磁感應強度�。�2）中最小值，且，要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出發(fā)點，粒子需經(jīng)過多少次回旋？并求粒子在磁場中運動的時間.（設粒子與金屬球正碰后電量不變且能以原速率原路返回）

如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域，有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B。質量為m，帶電荷量為q的微粒以某一初速度沿垂直于半圓直徑AD方向從P點射入磁場，已知AP=d。不計空氣阻力和微粒的重力。
（1）若微粒恰好從A點射出磁場，求微粒的入射速度v₁；
（2）若微粒從紙面內(nèi)的Q點射出磁場，且已知射出方向與半圓在Q點的切線成夾角（如圖），求微粒的入射速度v₂。

（20分）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R₁=4Ω、R₂=8Ω（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足（單位：m）。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R₁上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。