1 . 如图，坐标系中第一象限内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，方向未知，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里；在第二象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为的带电粒子以某一速度v（大小未知）沿与x轴负方向成角（）的方向从A点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从y轴上的C点进入矩形磁场区域。一段时间后，粒子经过x轴上的D点且速度方向与x轴负方向成角。已知A点坐标为（2L,0），D点坐标为（-7L,0），不计粒子所受的重力。求：
（1）匀强电场E与x轴正方向的夹角的大小和粒子速度v的大小；
（2）矩形区域内磁场的磁感应强度的大小；
（3）矩形区域磁场的最小面积。

3 . 在矩形abcO区域内存在一个垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，Oa边长为，ab边长为l。带正电的粒子从O点沿着Ob方向以不同速率射入，已知粒子的质量为m、电荷量为q，粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A．粒子在磁场中运动的最长时间为

B．粒子在磁场中运动的最长时间为

C．若粒子的入射速率，则粒子射出磁场的位置距O点的距离为l

D．若粒子入射的速率为，则粒子垂直于ab边射出

4 . 如图所示，在xOy平面的第I象限内y轴和虚线之间存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，虚线与x轴正方向的夹角，在M（0，l）处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为m，电量为q的带正电的粒子，粒子速率均为，不计粒子间的相互作用力与重力，则能从x轴正半轴射出的粒子（　　）

A．在磁场中运动的最短时间为

B．在磁场中运动的最短时间为

C．在磁场中运动的最长时间为

D．在磁场中运动的最长时间为

5 . 如图为一种新型粒子收集装置。粒子源放置在边长为L的立方体中心O，立方体四个侧面均为荧光屏，上下底面、为空，过中心O的竖直面efgh平行于abcd并将立方体分为I、II两个区域，立方体处在方向竖直向下的匀强磁场中，粒子源静止时能沿单一水平方向持续均匀发射比荷为的带正电粒子，现使粒子源绕竖直轴逆时针匀速转动，且粒子源射入I、II区域的粒子初速度大小分别为v₀和2v₀，粒子打到荧光屏上后即被荧光屏吸收，不考虑粒子间的相互作用和荧光屏吸收粒子后的电势变化，不计粒子源的尺寸大小和粒子重力。
（1）若磁场的磁感应强度为B₀，当无粒子打到荧光屏上时，求v₀的范围；
（2）为使粒子源发射的粒子仅有50%能打到荧光屏上，求磁感应强度B满足的条件；
（3）撤去磁场，在I、II区域施加方向竖直向下、大小分别为E₁和E₂的匀强电场（图中未画出），粒子源转动整数圈时，打在四个侧面上的粒子数相同且每个侧面接收粒子的数目均为发射粒子总数的，求E₁和E₂。

6 . 垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向、大小不同的速率射入正方形内，则下列说法中正确的是（　　）

A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ad边射出磁场

B．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ab边射出磁场

C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从bc边射出磁场

D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从cd边射出磁场

7 . 在三维坐标系O-xyz中存在一长方体，其所在区域内匀强磁场分布如图所示，平面mnij左侧磁场沿z轴负方向、磁感应强度大小为B₁，右侧磁场沿mi方向，磁感应强度大小为B₂，其中均未知）。现有电量为q（q>0）、质量为m的带电粒子以初速度v从a点沿平面adjm进入磁场，经j点垂直平面mnij进入右侧磁场，最后离开长方体区域。已知长方体侧面abcd为边长为L的正方形，其余边长如图中所示，sin37°=0.6，sin53°=0.8，不计粒子重力。求：
（1）平面mnij左侧空间磁场磁感应强度B₁的大小；
（2）粒子离开磁场时位置坐标及在磁场中的运动时间；
（3）若平面mnij右侧空间磁场换成由j到n方向且电场强度E大小可变的匀强电场（电场图中未画出，其余条件不变），求粒子离开长方体区域时动能，与E的关系式。

8 . 真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）沿着与MN夹角为的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求
（1）粒子离开磁场位置到入射点的距离；
（2）在磁场中运动的时间。

9 . 如图所示，在虚线边界上方区域有磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 为磁场边界上的长度为 2a的接收屏，与垂直，和的长度均为 a。在 O 点的电子源可大量发射方向平行于边界向右、速度大小不同的电子。已知电子的质量为m、电荷量为-e，不计电子间的相互作用，电子打到接收屏上即被吸收。求：
（1）能打到接收屏上的电子最小速度v_min；
（2）打到接收屏上的电子在磁场中运动的最短时间t_min。

10 . 如图所示，正方形绝缘光滑水平台面OPQN边长L=1.8m，距水平地面高H=4.05m，平行板电容器的极板XY间距d=0.2m且垂直放置于台面，X板位于边界OP上，Y板与边界ON相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场（磁场区域包括边界）。质量、电荷量的微粒静止于O处，在XY间加上恒定电压U，板间微粒经电场加速后由Y板所开小孔进入磁场。假定微粒在真空中运动，极板间电场视为匀强电场，重力加速度g=10m/s²，，。（计算结果均保留3位有效数字）
（1）若XY两板间的电压，求微粒在磁场中运动的时间；
（2）若保证微粒能从台面的PQ边离开，求微粒在磁场中运动时速率的取值范围；
（3）若微粒以大小为的速率离开台面，求微粒落地点到P点正下方W点的距离。（已知）