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    （1）；（2）；（3）

    解析试题分析:
    （1）设小球所带电荷量的大小为q。小球平衡时的受力情况如右图所示，则有


              （3分）
    （2）剪断细线后，小球受电场力和重力，它们的合力为F合，加速度为a，小球做初速度为0的匀加速运动。则

    根据牛顿第二定律有


    所以          （2分）
    所以A、P两点间的距离
                （2分）
    （3）A、P两点间电势差的大小
        （3分）
    考点：电场力及共点力作用下的平衡；牛顿第二定律及运动学公式；匀强电场中电势差与场强的关系等。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （12分）如右图所示，PQ是两块平行金属板，上极板接电源正极，两极板之间的电压为U=1．2×104V，一带负电的粒子通过P极板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金属板飞入，通过Q极板上的小孔后，垂直AC边经中点O进入边界为等腰直角三角形的匀强磁场中，磁感应强度为B=1．0T，边界AC的长度为L=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不计粒子的重力。求：

    （1）粒子进入磁场时的速度大小；
    （2）粒子经过磁场边界上的位置到B点的距离以及在磁场中的运动时间。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （14分）如图所示，在直角坐标系内，有一质量为,电荷量为的粒子A从原点O沿y 轴正方向以初速度射出，粒子重力忽略不计，现要求该粒子能通过点P(a, -b),可通过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”实现。

    (1) 若只在整个I、II象限内加垂直纸面向外的匀强磁场，使粒子A在磁场中作匀速圆周运动，并能到达P点，求磁感应强度B的大小；
    (2) 若只在x轴上某点固定一带负电的点电荷Q, 使粒子A在Q产生的电场中作匀速圆周运动，并能到达P点，求点电荷Q的电量大小；
    (3) 若在整个I、II象限内加垂直纸面向外的匀强磁场，并在第IV象限内加平行于x轴，沿x轴正方向的匀强电场，也能使粒子A运动到达P点。如果此过程中粒子A在电、磁场中运动的时间相等，求磁感应强度B的大小和电场强度E的大小

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (16分)如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

    ⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
    ⑵当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
    ⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （18分）如图a所示，竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场，现将一重力不计，比荷的正电荷置于电场中O点由静止释放，经过后，电荷以v0=1.5×104m/s的速度通过MN进入其右方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻，忽略磁场变化带来的影响）。求：

    （1）匀强电场的电场强度E；
    （2）图b中时刻电荷与O点的竖直距离r。
    （3）如图在O点下方d=39.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需要的时间。（结果保留2位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （17分）如图所示，串联阻值为R的闭合电路中，边长为L的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为的匀强磁场，abcd的电阻值也为R，其他电阻不计．电阻两端又向右并联一个平行板电容器．在靠近M板处由静止释放一质量为m、电量为+q的带电粒子（不计重力），经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，已知该圆形匀强磁场的半径为.求：

    （1）电容器获得的电压；
    （2）带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度；
    （3）带电粒子在圆形磁场中运动的轨道半径和它离开磁场时的偏转角．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (17 分）如图所示的坐标系xOy中，x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为（－L，0)，Y轴上B点的坐标为（0，）。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点 (图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：

    (1)粒子在B点的速度vB是多大？
    (2)C点与O点的距离xc是多大？
    (3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图甲所示，建立x0y坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为L，第Ⅰ、Ⅳ象限分布着匀强磁场，方向垂直于x0y平面向里。位于极板左侧的粒子源可沿x轴向右发射质量为m、电量为q、速度相同、重力不计的带正电粒子。在0~3t0时间内两极板所加电压如图乙所示。已知，若粒子在t=0时刻射入，将恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、L、t0为已知量，且忽略粒子间的相互影响。求：

    （1）电压U0的大小；
    （2）匀强磁场的磁感应强度B；
    （3）0~3t0时间内何时射入的粒子在磁场中运动的时间最短，并求出此最短时间。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，场强E＝N／C。现将一重力不计、比荷 C／kg的正电荷从电场中的O点由静止释放，经过t0＝1×10－5s后，通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次通过MN时开始计时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变化。

    （1）求电荷进入磁场时的速度v0；
    （2）求图乙中t＝2×10－5s时刻电荷与P点的距离；
    （3）如果在P点右方d＝105 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间（保留三位有效数字）。

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