如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为
。不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1) 电场强度E的大小和方向;
(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3) A点到x轴的高度h.
如图所示的钢板由倾斜部分和水平部分组成,水平部分足够长,两部分之间由一小段圆弧面相连接.在钢板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为
.现有两个质量均为
、半径均为
(不能忽略)的均匀球沿圆槽轨道排列,在施加于1号球的水平外力作用下均静止,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为
.现撤去外力使小球开始滑动,然后两个小球均以相同速度滑动到水平槽内.已知整个过程中系统无机械能损失,重力加速度为
.求:
(1)两球在水平槽中一起匀速运动的速度.
(2)从开始运动到两球在水平槽中一起匀速运动的过程中,1号球机械能的变化量
(6分)如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气(可视为理想气体),通过压力传感器可感知管中的空气压力,从而控制进水量.若进水前细管内空气的体积为
,压强为
,当洗衣缸内水位缓慢升高(假设细管内空气温度不变),被封闭空气的压强变为
时(
>1).求:细管内进水的体积.
(18分)在竖直平面内,以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和足够大的匀强磁场,各区域磁场的磁感应强度大小均为
,匀强电场方向竖直向下,大小为
,倾斜虚线与
轴之间的夹角为60°,竖直虚线与
轴的交点为
点.一带正电的
粒子从
点以速度
与
轴成30o角射入左侧磁场,划过一段圆弧后粒子穿过倾斜虚线进入匀强电场,经电场偏转后恰好从A点射出进入右侧
轴下方磁场区域.已知带正电粒子的电荷量为
,质量为
(粒子重力忽略不计).求:
(1)带电粒子通过倾斜虚线时的位置坐标;
(2)粒子到达
点时速度的大小和方向以及匀强电场的宽度
;
(3)若在
粒子从
点出发的同时,一不带电的
粒子从
点以速度
沿
轴正方向匀速运动,最终两粒子相碰,求
粒子速度
的可能值.
如图,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块
和质量为
的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.导轨内的缓冲滑块
由高强度绝缘材料制成,滑块
上绕有闭合矩形线圈
,线圈的总电阻为
,匝数为
,
边长为
.假设缓冲车以速度
与障碍物
碰撞后,滑块
立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计.
(1)求滑块
的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离
后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的
边均没有接触,则此过程线圈
中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
如图所示,在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满+y 方向的匀强电场, 在第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出);一个比荷为
的带电粒子以大小为 v 0的初速度自点
沿+x 方向运动,恰经原点O进入第Ⅰ象限,粒子穿过匀强磁场后,最终从 x轴上的点 Q(9d,0 )沿-y 方向进入第Ⅳ象限;已知该匀强磁场的磁感应强度为
,不计粒子重力。 
(1)求第Ⅲ象限内匀强电场的场强E的大小;
(2)求粒子在匀强磁场中运动的半径R及时间t B;
(3)求圆形磁场区的最小半径rm。