如图所示，是显像管电子束运动的示意图，设加速电场两极间的电势差为U，匀强磁场区域的宽度为L，要使电子束从磁场中出来在图中所示120°范围内发生偏转(即上下各偏60°)，磁感应强度B的变化范围应如何？(电子电量e、质量m为已知)

如图所示，abcd是一个边长为L正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线．一带电粒子从ad边的中点O与ad边成θ＝30°、且垂直于磁场方向射入．若该带电粒子所带电量为q、质量为m(重力不计)，则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？

如图是导轨式电磁炮实验装置示意图．两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块(即实验用弹丸)．滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触．电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源．滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射．在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B＝kI，比例常量k＝2.5×10^－6 T/A．

已知两导轨内侧间距l＝1.5 cm，滑块的质量m＝30 g，滑块沿导轨滑行5 m后获得的发射速度v＝3.0 km/s(此过程视为匀加速运动)．

(1)求发射过程中电源提供的电流强度；

(2)若电源输出的能量有4％转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大；

(3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为．设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦，求滑块对砂箱平均冲击力的表达式．

如图所示，在y轴左方有一匀强电场，场强方向与y轴正方向成30°角，大小为E＝4.0×10⁵ N/C，y轴右方有垂直纸面的匀强磁场，有一质子以初速v₀＝2.0×10⁶ m/s由x轴上的A点，第一次沿x轴正方向开始运动，第二次沿x轴负方向开始运动，回旋后都垂直电场方向射入电场，最后又进入磁场，已知质子质量m＝1.6×10^－27 kg，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度大小和方向；

(2)质子两次在磁场中运动时间的比值；

(3)质子两次在电场中运动时间的比值．

电磁流量计广泛应用于测量可导电液体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线)．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感强度B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为

A．

B．

C．

D．

如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A₂A₄为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A₂A₄与A₁A₃的夹角为60°．一质量为m、带电量为＋q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A₁处沿与A₁A₃成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A₂A₄的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A₄处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)．

正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．

(1)PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的，反应中同时还产生另一个粒子，试写出该核反应方程．

(2)PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示．质子质量为m，电荷量为q．设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t(其中已略去了质子在加速电场中的运动时间)，质子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，加速电了时的电压大小可视为不变．求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U．

(3)试推证当Rd时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计(质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响)．

如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S₁、S₂为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S₁、S₂共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S₁进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．

(1)当两板间电势差为U₀时，求从小孔S₂射出的电子的速度v₀．

(2)求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上．

(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹．

(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系．

如图所示，被U＝1000 V的电压加速的电子从电子枪中发射出来，沿直线pa方向运动，要求击中在α＝π/3方向、距枪口d＝5 cm的目标M，已知磁场垂直于由直线pa和M所决定的平面，求：

(1)磁感应强度；

(2)电子从射出枪口到击中目标的时间．

两块板长l＝1.4 m，间距d＝0.3 m水平放置的平行板，板间加有垂直纸面向里，B＝1.25 T的匀强磁场和如图(b)所示的电压，当t＝0时，有一质量m＝2×10^－15 kg、电荷量q＝1×10^－10 C带正电荷的粒子，以速度v₀＝4×10³ m/s从两板正中央沿与板面平行的方向射入，不计重力的影响，画出粒子在板间的运动轨迹．