小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路．其电路原理图如图（a）所示．其中，电源两端电压 U=4V（恒定不变 ）．电压表的量程为 0～3V，R0是定值电阻，R0=300Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图（b）所示．闭合开关S后．求：
（1）当环境温度为40℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）当环境温度为40℃时，通电1minR0消耗的电能是多少？
（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多
少℃？
(16分)如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域(I区)和小圆内部(II区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．
(1)求极板间电场强度的大小；
(2)若粒子运动轨迹与小圆P点相切，求I区磁感应强度的大小；
(3)若I区，II区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程．
(15分)如图所示，在直角坐标系中，x轴水平，y轴竖直，x轴上方空间只存在重力场，第III象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场，在第Ⅳ象限由沿x轴负方向的匀强电场，场强大小与第III象限存在的电场的场强大小相等．一质量为m，带电荷量大小为q的质点a，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出，它经过x=﹣2h处的P2点进入第Ⅲ象限，恰好做匀速圆周运动，又经过y轴上方y=﹣2h的P3点进入第Ⅳ象限，试求：
(1)质点a到达P2点时速度的大小和方向；
(2)第III象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小；
(3)质点a进入第Ⅳ象限且速度减为零时的位置坐标．
(12分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，求：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少；
(2)已知ab棒与导轨间动摩擦因素
且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒刚好发生滑动时，B的大小至少为多大且此时B的方向如何．
(12分)如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5Ω，电键S1始终闭合．当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W，当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求
(1)电源的内电阻；
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率．
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