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20．（18分）如圖14所示，正方形區(qū)域abcd邊長(zhǎng)L＝8cm，內(nèi)有平行于ab方向指向BC邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝3750 V/m，一帶正電的粒子電量q＝10^－10C，質(zhì)量m＝10^－20kg，沿電場(chǎng)中心線RO飛入電場(chǎng)，初速度v₀＝2×10⁶m/s，粒子飛出電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面CD、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域，一進(jìn)入該區(qū)域即開(kāi)始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（設(shè)點(diǎn)電荷左側(cè)的電場(chǎng)分布以界面PS為界限，且不受PS影響）。已知cd、PS相距12cm，粒子穿過(guò)PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏MN上。不計(jì)粒子重力（靜電力常數(shù)k＝9×10⁹Nm²/C²），試求：

19．（18分）如圖12所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m＝1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力，使它緩慢移動(dòng)，壓縮彈簧（壓縮量為x=0.1m）至A點(diǎn)，在這一過(guò)程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖13所示。然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)＝2x。水平桌面的高為h＝5.0m，計(jì)算時(shí)，可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大

靜摩擦力。(g取10m/s² )。求：（1）在壓縮彈簧過(guò)程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能；

（2）小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)，速度的大��；

（3）小物塊落地點(diǎn)與桌邊B的水平距離。

18．（16分）如圖11甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表示數(shù)U隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。求：⑴金屬桿在5s末的運(yùn)動(dòng)速率。⑵第4s末時(shí)外力F的功率。