21、(8分)物理学家在科学研究的过程中，经常需

要测量微观带电粒子的运动速度。有同学提出

如下方案进行粒子速度的测量：如图15所示，

半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的

匀强磁场，磁感应强度为B。现有一带电离子

(不计重力，已知电量q，质量m)，从A沿圆

形区域的直径射入磁场，测得离子从C点射出

磁场的方向(反向延长通过圆心O点)与初速度

方向间的夹角为。求该离子的运动速度。

20、(8分)如图14，水平放置的金属导轨M、N，

平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁

感强度大小为B，方向竖直向上，金属棒ab的

质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。已知导

轨与金属棒间的动摩擦因数为 (最大静摩擦

力与滑动摩擦力相等)，电源电动势为E，定值

电阻为R，其余部分电阻不计。电键K闭合后，

金属将开始运动，则当电键K闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

19、虚线方框内是由电阻、电源组成的一个线性网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图12的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后，实验中记录6组电流表示数I、电压表示数U后，描点如图13所示。

(1)在图13的坐标纸上画出图线。

(2)若将虚线方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势　　 ，内电阻　　　 。

18、如图11所示，在测电池的电动势和

内电阻的实验中，接通开关，电压表

有读数，电流表示数为零。改变变阻

器滑片的位置，电流表也没有反应。

用多用电表电压档检查电路，把红表

笔接到电池的正极(电源右接线柱为

正极)，黑表笔分别接触电流表的正极

(b点)和负极(c点)，多用电表电压档的

示数均为零；用黑表笔分别接触d点、e点

，多用电表电压档的示数均和电压表示数几乎相等。检查各接线柱，均选择正确且接触良好，则电路中发生故障的原因是　　　 (填电流表断路或导线cd断路或滑动变阻器断路)。

17、如图10是一种测通电螺线管中磁场的装置，把一个很

小的测量线圈放在待测处，线圈与测量电量的电表

串联，当用双刀双掷开关使螺线管的电流反向时，测

量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由

表测出该电荷电量，就可以算出线圈所在处的磁感

强度。已知测量线圈共有匝，直径为，它和表

串联电路的总电阻为，则被测处的磁感强度　　　　 。

16、如图9所示，水平放置的带电平行金属板间距为，

板间电势差为，水平方向且垂直纸面向里的匀强磁场为

。今有一带电粒子在间竖直平面内作半径为的匀

速圆周运动，则带电粒子转动方向为　　　 ，

速率为　　　 。

15、有一电容器两极接在的电源两端，带电量为，若两极间的电压增大为，此时这个电容器的带电量为　　　 ，电容是　　　 ．

14、如图8所示电路中，当接点时，通过负载的电流强度

为，电源的输出功率是，当接点时，通过负载

的电流强度是，电源的输出功率是，则该电源的电动

势等于　　　　 ，内阻等于　　　 。

13、在一次闪电中，两块云间的电势差约为，从一块云移到另一块云的电量约为，假设闪电过程中云间电势差保持不变，那么在这次闪电中所放出的能量约为　　　　 ；假如把这些能量全部供月耗电100千瓦时的一个普通家庭使用，可维持时间约为　　　

个月。

12、如图7所示，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨之间，在开关S断开时让金属杆ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计。开关闭合开始计时，ab下滑速度随时间变化的图象可能是(　 )