(16分)质谱仪可以测定有机化合物分子结构，其结构如图所示．有机物分子从样品室注入“离子化”室，在高能电子作用下，样品分子离子化或碎裂成离子(如C2H6离子化后得到C2H6+、CH4+等)．若这些离子均带一个单位的正电荷e，且初速度为零．此后经过高压电源区、圆形磁场室、真空管，最后在记录仪上得到离子．已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平线夹角为θ，离子沿半径方向飞入磁场室，且只有沿真空细管轴线进入的离子才能被记录仪记录．
(1)请说明高压电源．A、B两端哪端电势高?磁场室的磁场方向垂直纸面向里还是向外?
(2)试通过计算判断C2H6+和C2H2+离子进入磁场室后，哪种离子的轨道半径较大；
(3)调节磁场室磁场的大小，在记录仪上可得到不同的离子，当磁感应强度调至B0时，记录仪上得到的是H+，求记录仪上得到CH4+时的磁感应强度B.(已知CH4+质量为H+的16倍)
如图所示，电源电动势E=10.0V，其内阻不计。固定电阻的阻值R1=4.0
，可变电阻R2的阻值可在0~10.0之间调节，电容器的电容C=30.0μF。求：
（1）闭合开关S，当R2取何值时，R2消耗的功率最大，最大功率为多少。
（2）在R2消耗的功率最大状态时，将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量为多少？
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒ab，通以方向向里的电流，电流强度为I，重力加速度为g，
（1）若加竖直向上的匀强磁场，使导体棒静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的最小值和所对应方向。
如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.
如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求：
（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R；（2）电子在磁场中运动的时间t；
（3）圆形磁场区域的半径r。
如图所示，电源电动势E=10.0V，其内阻不计。固定电阻的阻值R1=4.0
，可变电阻R2的阻值可在0~10.0之间调节，电容器的电容C=30.0μF。求：
（1）闭合开关S，当R2取何值时，R2消耗的功率最大，最大功率为多少。
（2）在R2消耗的功率最大状态时，将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量为多少？