如图（a）所示，一边长L=2.5m，质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=1.6T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图（b）所示，在金属线框被拉出的过程中，
（1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
（2）写出水平力F随时间t变化的表达式;
（3）已知在这5s内力F做功3.58J，那么此过程中，线框产生的焦耳热为是多少？
如图所示， 为粒子加速器； 为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为 。从 点释放一初速度为0、质量为 、电荷量为 的带正电粒子，经 加速后恰能以速度 沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过 。不计重力。
（1）求粒子加速器 的加速电压 ；
（2）求速度选择器N两板间的电场强度 的大小和方向；
（3）仍从 点释放另一初速度为0、质量为 、电荷量为 的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为 ，求该粒子离开N时的动能 。
如图所示，小物块A、B的质量均为 ，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度 与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为 ，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为 ，取重力加速度 。求：
（1）两物块在空中运动的时间t；
（2）两物块碰前A的速度 的大小；
（3）两物块碰撞过程中损失的机械能 。
图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能 从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为 ，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取 。
（1）当 时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角 均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能；
（2）已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当 时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。
算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔 ，乙与边框a相隔 ，算珠与导杆间的动摩擦因数 。现用手指将甲以 的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为 ，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取 。
（1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；
（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。
如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度 向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为 。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。
（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；
（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为 ，求：
（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；
（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。
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