（8分）如圖所示，電荷量為－e，質(zhì)量為的電子從點(diǎn)沿與電場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，初速度為，當(dāng)它通過電場中點(diǎn)時(shí)，速度與場強(qiáng)方向成角，不計(jì)電子的重力，求：

（1）電子經(jīng)過點(diǎn)的速度多大；
（2）兩點(diǎn)間的電勢差多大。

如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的兩平行金屬板間，距下板h＝0.8 m.兩板間的電勢差為300 V，如果兩板間電勢差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長時(shí)間？(取g＝10 m/s²)

一個(gè)帶電粒子只在電場力作用下通過勻強(qiáng)電場中的a、b兩點(diǎn)，一組平行的帶箭頭的實(shí)線表示勻強(qiáng)電場的電場線，如圖所示。已知帶電粒子通過a、b兩點(diǎn)的速度大小分別是5 m/s和3 m/s，粒子的質(zhì)量是100 g，a、b兩點(diǎn)的電勢差為80 V。

（1）試判斷帶電粒子所帶電荷的種類。
（2）帶電粒子所帶的電荷量。

（14分）在如圖所示的直角坐標(biāo)中，x軸的上方有與x軸正方向成θ=45°角的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的大小為。x軸的下方有垂直于xOy面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝2×10^－2T，方向垂直紙面向外。把一個(gè)比荷為的帶正電粒子從坐標(biāo)為（0，1.0）的A點(diǎn)處由靜止釋放，電荷所受的重力忽略不計(jì)。求:

（1）帶電粒子從釋放到第一次進(jìn)入磁場時(shí)所用的時(shí)間t；
（2）帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑R；
（3）帶電粒子第三次到達(dá)x軸上的位置坐標(biāo)。

（10分）如圖所示，一電子（質(zhì)量為m，電量絕對值為e）處于電壓為U的水平加速電場的左極板A內(nèi)側(cè)，在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后穿過極板B中間的小孔在距水平極板M、N等距處垂直進(jìn)入板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場。若偏轉(zhuǎn)電場的兩極板間距為d，板長為l，求：

（1）電子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v₀；
（2）要使電子能從平行極板M、N間飛出，兩個(gè)極板間所能加的最大偏轉(zhuǎn)電壓U_max′。

（17分）平面直角坐標(biāo)系中，第1象限存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度垂直于軸射入電場，經(jīng)軸上的N點(diǎn)與軸正方向成60º角射入磁場，最后從軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)與軸正方向成60º角射出磁場，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求：

（1）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；
（2）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間；
（3）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E。

（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)�？蚣艿腶b與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長度均為l，在運(yùn)動(dòng)過程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。

a. 請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢E；
b. 在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)。請根據(jù)電動(dòng)勢的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢E。
（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的過程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：如圖2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一內(nèi)壁光滑長為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。在管的N端固定一個(gè)電量為q的帶正電小球（可看做質(zhì)點(diǎn)）。某時(shí)刻將小球釋放，小球?qū)��?huì)沿管運(yùn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可忽略。在小球沿管從N運(yùn)動(dòng)到M的過程中，求小球所受各力分別對小球做的功。

如圖所示，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計(jì)），在KA間經(jīng)加速電壓U₁加速后，從A板中心小孔射出，進(jìn)入由M、N兩個(gè)水平極板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場， M、N兩板間的距離為d，電壓為U₂，板長為L，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度與電場方向垂直，射出時(shí)沒有與極板相碰。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子的重力及它們之間的相互作用力。求：

（1）電子穿過A板小孔時(shí)的速度大小v；
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；
（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)沿垂直于板方向偏移的距離y。

（12分）在金屬板A、B間加上如圖乙所示的大小不變、方向周期性變化的交變電壓U_o，其周期是T。現(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度v_o從兩板中央射入。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子的重力，求：
（1）若電子從t=0時(shí)刻射入，在半個(gè)周期內(nèi)恰好能從A板的邊緣飛出，則電子飛出時(shí)速度的大小是多少？
（2）若電子從t=0時(shí)刻射入，恰能平行于金屬板飛出，則金屬板至少多長？
（3）若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，電子應(yīng)從哪一時(shí)刻射入，兩板間距至少多大？

為減少煙塵排放對空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L＝0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)＝0.10m的通道口。使用時(shí)底面水平放置，兩金屬板連接到U＝2000V的高壓電源兩極（下板接負(fù)極），于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場（忽略邊緣效應(yīng)）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個(gè)顆粒帶電荷量   q＝+2.0×10^－17C，質(zhì)量m＝1.0×10^－15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開關(guān)后

（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；
（2）求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；
（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個(gè)重要參數(shù)。除塵效率是指一段時(shí)間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆�？偭康谋戎�。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。