如图甲所示，为离子扩束装置的示意图，该装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组 成。其中偏转电场的两极板由相距为d =0.12 m，板长为L₁ =0.12m两块水平平行放置的导 体板组成。一群带负电的相同离子（质量为m =6.4 x 10^-27Icg;电荷量为g =3.2 x 10^-19C_; 其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行于导体板的方向从两板 正中央射入偏转电场。当偏转电场的两极板不加电压时，离子通过两板之间的时间为 3 x 10^-7s_;当偏转电场的两极板间加如图乙所示的电压时，所有离子均能从两板间通过， 然后进入水平宽度L₂ =0. 16m、竖直长度足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场 右边界为竖直放置的荧光屏(不考虑离子间相互作用）。求：

(1)    加速电场的电压U₀;

(2)    离子射出偏转电场的最大侧移量y_m

(3)    当磁感应强度大小取何值时，离子能打到荧光屏的位置最低，并求出最低位置离中心 点O的距离。

在如图12所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R₁=1980Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v₀=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10^-7C，质量m=2.0×10^-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s²。求：

（1）A、B两金属板间的电压的大小U；

（2）滑动变阻器消耗的电功率P_滑；

（3）电源的效率η。

图12所示为回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形 盒正中间开有一条狭缝，两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在D₁盒中 心A处有离子源，它产生并发出的a粒子,经狭缝电压加速后,进入D₂盒中。在磁场力的 作用下运动半个圆周后，再次经狭缝电压加速。为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法 使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，速度越来越 大,运动半径也越来越大,最后到达D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知a粒子电荷 量为q,质量为m，加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R，设狭缝很窄,粒子通过狭缝的时间可以忽略不计，设a粒子从离子源发出时的初速度为 零。（不计a粒子重力）求：

(1) a粒子第一次被加速后进入D₂盒中时的速度大小；

(2) a粒子被加速后获得的最大动能E_k和交变电压的频率f

(3)a粒子在第n次由D₁盒进入D₂盒与紧接着第n+1次由D₁盒进入D₂盒位置之间的距离Δx。

(12分)如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S₁、S₂，两极板间电压的变化规律如图乙所示，电压的大小为U₀，周期为T₀。在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子由S₁静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t=时刻通过S₂垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达S₂时的速度大小v

(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件；

(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=T₀时刻再次到达S₁，而再次进入电场被加速，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。

（8分）如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10^－10 F，两极板间距离d＝1.20×10^－3 m，取g＝10 m/s²。求：

(1)该电容器所带电荷量。

(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10^－3 kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？