如圖所示,真空中有兩水平放置的平行金屬板C、D,上面分別開有正對(duì)的小孔O
1和O
2,金屬板C、D接在正弦交流電源上,兩板間的電壓u
CD隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示.t=0時(shí)刻開始,從D板小孔O
1處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為 m=3.2×10
-25kg,電荷量為 q=1.6×10
-19C的帶正電的粒子(可認(rèn)為飄入速度為零).在C板外側(cè)有以CMNE為邊界的長(zhǎng)方形勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與C金屬板平行,相距d=10cm,O
2C的長(zhǎng)度L=15cm,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=0.10T,方向垂直于紙面向里,粒子的重力及粒子間相互作用力忽略不計(jì).平行金屬板C、D之間的距離足夠小,粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì).試求:
(1)帶電粒子經(jīng)小孔O
2進(jìn)入磁場(chǎng)后,飛出該磁場(chǎng)邊界CM的最小速度為多大?
(2)從0到0.06s末時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)間段飄入小孔O
1的粒子能穿過電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN?
(3)在磁場(chǎng)邊界CMNE上,有粒子射出的長(zhǎng)度范圍為多長(zhǎng).