如圖8（甲）所示，、為平行放置的水平金屬軌道，、為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道,為切點，P、Q為半圓軌道的最高點，軌道間距，圓軌道半徑，整個裝置左端接有阻值的定值電阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域寬度，兩區(qū)域之間的距離；區(qū)域Ⅰ內分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖18（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內分布著勻強磁場B2，方向豎直向上。兩磁場間的軌道與導體棒CD間的動摩擦因數(shù)為，右側的直軌道及半圓形軌道均光滑。質量，電阻的導體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從處由靜止開始運動，到達處撤去恒力F，CD棒可勻速地穿過勻強磁場區(qū)，并能通過半圓形軌道的最高點PQ處，最后下落在軌道上的位置離的距離。若軌道電阻、空氣阻力不計，運動過程導棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10 m/s2 求：

（1）水平恒力F的大小；

（2）CD棒在直軌道上運動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；

（3）磁感應強度B2的大小。

(18分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔、，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為，周期為。在時刻將一個質量為、電量為（）的粒子由靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在時刻通過垂直于邊界進入右側磁場區(qū)。（不計粒子重力，不考慮極板外的電場）

（1）求粒子到達時的速度大小和極板距離
（2）為使粒子不與極板相撞，求磁感應強度的大小應滿足的條件。
（3）若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在時刻再次到達，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內運動的時間和磁感強度的大小

(18分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔、，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為，周期為。在時刻將一個質量為、電量為（）的粒子由靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在時刻通過垂直于邊界進入右側磁場區(qū)。（不計粒子重力，不考慮極板外的電場）

（1）求粒子到達時的速度大小和極板距離

（2）為使粒子不與極板相撞，求磁感應強度的大小應滿足的條件。

（3）若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在時刻再次到達，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內運動的時間和磁感強度的大小

（甲）

（乙）

圖18

（1）求小球與鋼板第一次碰撞后瞬間，小球的速度v₁和鋼板的速度v₂.

（2）要使小球與鋼板每次都在同一高度（即鋼板的初始位置）相碰，求鋼板質量的最大值.?

（3）以小球開始自由下落的瞬間為計時起點，以向下為正方向，以的值作為1個時間單位（v₀為小球第一次剛落到鋼板瞬間的速度值）.試在圖18（乙）中畫出小球的v-t 圖線.（要求至少畫出小球與鋼板發(fā)生第三次碰撞前的圖線）