如图所示，在以O为圆心，半径为R=10

3

cm的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B₂=0.1T，方向垂直纸面向外．M、N为竖    直平行放置的相距很近的两金属板，S₁、S₂为M、N板上的两个小孔，且S₁、S₂跟O点在垂直极板的同一水平直线上．金属板M、N与一圆形金属线圈相连，线圈的匝数n=1000匝，面积S=0.2m²，线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为B₁=B₀+kt（T），其中B₀、k为常数．另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R．比荷为2×10⁵C/kg的正离子流由S₁进入金属板M、N之间后，通过S₂向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上．离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计．问：
（1）k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上
（2）若k=0.45T/s，求正离子到达荧光屏的位置．

如图所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m电阻为r的导体棒垂直跨接在导轨上．导轨的电阻均不计，且接触良好．在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v₁匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，导体棒同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内．
（1）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（2）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（3）导体棒以恒定速度v₂运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中R消耗的电功率各为多大？

如图甲所示，两块相同的平行金属板M、N正对着放置，相距为

R

2

，板M、N上的小孔s₁、s₂与 O三点共线，s₂O=R，连线s₁O垂直于板M、N．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线s₁O对称，屏PQ所对的圆心角θ=120°．质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s₁进入M、N间的电场，接着通过s₂进入磁场．质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在s₁处的速度看作零．
（1）若M、N间的电压U_MN=+U时，求质子进入磁场时速度的大小v₀．
（2）若M、N间接入如图乙所示的随时间t变化的电压U_MN=|U_Osin

π

T

t|（式中U₀=

3eB2R2

m

，周期T已知），且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自s₁处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上？
（3）在上述（2）问的情形下，当M、N间的电压不同时，质子从s₁处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同，求t的最大值．

如图1所示，电子显像管由电子枪、加速电场、偏转场及荧光屏组成．M、N为加速电板，加速电压为U₀，S₁、S₂为板上正对的小孔．金属板P和Q水平放置，两板的长度和两板间的距离均为l；距右边缘l处有一荧光屏，取屏上与S₁、S₂共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．电子枪发射质量为m，电荷量为-e的电子，初速度可以忽略，电子经加速电场后从小孔S₂射入偏转场．不计电子重力和电子之间的相互作用．
（1）求电子到达小孔S₂时的速度大小v；
（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上．求磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x；
（3）若板P和Q间只存在电场，板间电压u随时间t的变化关系如图2所示，单位时间内从小孔S₁进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线．若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t₀时间内打到单位长度亮线上的电子个数n（忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定）．