(14分)如图所示，一个质量为m,带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成α角向上射出，如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，可使粒子沿初速度所在直线方向做直线运动。已知重力加速度为g.
（1）若粒子做匀速直线运动则场强的大小和方向；
（2）求所加最小匀强电场的场强的大小；
（3）若加上水平向左、大小一定的匀强电场后，经过一段时间粒子又回到了O点，求粒子回到O点时的速度大小v和所用的时间t。
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某水力发电站，通过发电机的水流量Q=2m3/s、水流落差为h=5m。若发电机的总效率为η=50%，输出电压为U1=240V，输电线路的总电阻为r=30Ω，允许输电线路上最大的损失功率为输电总功率的6%，为满足用电需求，该输电线路使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？若用户使用的电灯均为“220V、100W”，则最多可使用多少盏这种规格的电灯？
如图所示，交流发电机的矩形线圈在B=0.2T的匀强磁场中匀速转动，线圈的面积为S=100cm2，匝数为N=500匝，线圈的电阻为r=5Ω，负载的电阻为R=25Ω，已知电压表的示数为300
V，求：该交变电流电源电动势瞬时值的表达式（从中性面开始计时）、此发电机的输出功率。
两根光滑的长直金属导轨M N、M′ N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为尺，电容器的电容为C。长度也为l 、阻值同为R的金属棒a b垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。a b在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q 。求
⑴.a b运动速度v的大小；
⑵.电容器所带的电荷量q 。
=0.8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀速磁场，正方形线框
的边长
=0.2m，质量
=0.1kg，电阻
=0.8
。某时刻对线框施加竖直向上的恒力
=
，且
边进入磁场时线框以
=2m/s的速度恰好做匀速运动，当线框全部进入磁场后，立即撤去外力
取10m/s。求：
的大小；
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