如圖所示，abcd構(gòu)成一個邊長為L的正方形區(qū)域，在ac連線的右下方存在場強大小為E、方向垂直于ad向上的勻強電場，在?abc區(qū)域內(nèi)(含邊界)存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，在?abc區(qū)域外、ac連線的左上方存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場，兩磁場區(qū)域的磁感應強度大小相等.現(xiàn)有兩個可視為質(zhì)點、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子同時從a點射出，粒子甲的初速度方向由a指向d，粒子乙的初速度方向由a指向c，當乙經(jīng)b到達c點時，剛好與只在電場中運動的甲相遇.若空間為真空，不計粒子重力和粒子間的相互作用力，忽略粒子運動對電、磁場產(chǎn)生的影響。求：

（1）甲的速率v_甲和甲從a到c經(jīng)歷的時間t。
（2）乙的速率v_乙和磁感應強度大小B滿足的條件。

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標系，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0．5T，還有沿x軸負方向的勻強電場，場強大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負方向的、場強大小也為E的勻強電場，并在的區(qū)域有磁感應強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場。一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運動（PO與x軸負方向的夾角為=45°），并從原點O進入第一象限。已知重力加速度g=10m/s²，問：

（1）油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點得到的初速度大小：
（3）油滴在第一象限運動的時間。

如圖所示，垂直紙面的兩平行金屬板M、N之間加有電壓，M板上O₁處有一粒子源，可不斷產(chǎn)生初速度為零的帶正電粒子，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，N板右側(cè)是一半徑為R的接地金屬圓筒，圓筒垂直于紙面且可繞中心軸逆時針轉(zhuǎn)動。O₂為N板上正對O₁的小孔，O₃、O₄為圓筒某一直徑兩端的小孔，開始時O₁、O₂、O₃、O₄在同一水平線上。在圓簡上方垂直紙面放置一熒光屏，熒光屏與直線O₁O₂平行，圓筒轉(zhuǎn)軸到熒光屏的距離OP=3R。不計粒子重力及粒子間相互作用。

（1）若圓筒靜止且圓筒內(nèi)不加磁場，粒子通過圓筒的時間為t，求金屬板MN上所加電壓U
（2）若圓筒內(nèi)加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B，圓筒繞中心軸以某一角速度逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)MN間的電壓使粒子持續(xù)不斷地以不同速度從小孔O₂射出電場，經(jīng)足夠長的時間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過圓筒打到熒光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在熒光屏PQ范圍內(nèi)的任意位置均會出現(xiàn)亮斑，。求粒子到達熒光屏時的速度大小的范圍
（3）在第（2）問情境中，若要使進入圓筒的粒子均能從圓筒射出來，求圓筒轉(zhuǎn)動的角速度

如圖所示，坐標系xoy在豎直平面內(nèi)，y軸的正方向豎直向上，y軸的右側(cè)廣大空間存在水平向左的勻強電場E₁=2N/C，y軸的左側(cè)廣大空間存在勻強電場，磁場方向垂直紙面向外，B=1T，電場方向豎直向上，E₂=2N/C。t=0時刻，一個帶正電的質(zhì)點在O點以v=2m/s的初速度沿著與x軸負方向成45⁰角射入y軸的左側(cè)空間，質(zhì)點的電量為q=10⁶C，質(zhì)量為m=2×10^-7kg，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）質(zhì)點從O點射入后第一次通過y軸的位置；
（2）質(zhì)點從O點射入到第二次通過y軸所需時間；
（3）質(zhì)點從O點射入后第四次通過y軸的位置。

如圖所示，直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁應強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，M、N之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為θ，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場強度E的大小和方向；
（2）小球從A點拋出時初速度v₀的大��；
（3）小球從A點運動到N點的時間t．

（22分）如圖所示，豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域，連長為L，MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應強度為B的勻強磁場。在同一豎直面內(nèi)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小不同的帶正電粒子從N點沿NM方向射入該磁場區(qū)域（可認為能發(fā)生偏轉(zhuǎn)）。過O點作與MN邊平行的直線作為X坐標軸，且O點為X坐標軸的原點。不計粒子的重力及粒子間的相互作用力，試求：

（1）射到X坐標軸上的O點的粒子速度大�。�
（2）垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標軸的交點位置；
（3）粒子在磁場中運動的時間和速度的關(guān)系。

如圖所示，在平面坐標系xoy內(nèi)，第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，第I、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強磁場，磁場圓心在M（L，0）點，磁場方向垂直于坐標平面向外．一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q（一2L，一L）點以速度沿軸正方向射出，恰好從坐標原點O進入磁場，
從P（2L，O）點射出磁場．不計粒子重力，求：

（1）電場強度與磁感應強度大小之比
（2）粒子在磁場與電場中運動時間之比

如圖在第一象限存在勻強磁場，第四象限存在正交電場和磁場，磁感應強度均為B，一個電子從y軸上的c點平行x軸射入磁場，經(jīng)x軸的P點沿PC直線射出第四象限，已知AC的長度為L；∠CAP＝30°；電子質(zhì)量為m，電量為q。求：

（1）電子射入磁場時的速度v；
（2）電子在第一象限運動時間；
（3）電場強度E的大小和方向；
（4）電子在第四象限運動時間．

（18分）如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計。

（1）求加速電場的電壓U；
（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強電場場強E₀的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強電場，換為垂直紙面向里的勻強磁場，要求離子能最終打在QN上，求磁場磁感應強度B的取值范圍。

（18分）如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為的粒子。已知屏蔽裝置寬AB=9cm、縫長AD=18cm，粒子的質(zhì)量，電量。若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中。

(1)若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場的寬度d至少是多少?
(2)若條形磁場的寬度d=20cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少?(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)