如圖所示，兩種同位素的原子核M、N從容器A下方的小孔S₁不斷飄入S₁與S₂間的加速電場(chǎng)中，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過小孔S₃恰好沿

1

4

圓弧通過靜電分析器，從小孔S₄離開后，由正方體右側(cè)面中心位置處小孔O₂（即圖中坐標(biāo)系原點(diǎn)）水平向左沿z軸正方向垂直右側(cè)面進(jìn)入正方體空腔內(nèi)。已知靜電分析器內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，圓弧半徑和正方體棱長(zhǎng)均為L(zhǎng)；M、N的質(zhì)量分別為m、3m,帶電量均為q,重力不計(jì)；不考慮粒子之間的相互作用，打在正方體腔壁上的粒子被全部吸收，且不影響腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)的分布。

（1）求加速電場(chǎng)兩極板之間的電壓U；
（2）若在空腔內(nèi)加沿+x方向、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求粒子M、N打在正方體平面上的位置坐標(biāo)；
（3）若在空腔內(nèi)加沿+y方向、大小為

m

E

q

L

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求粒子N打在正方體平面上的位置坐標(biāo)；
（4）若（2）、（3）中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在，單位時(shí)間內(nèi)有k個(gè)M粒子進(jìn)入腔內(nèi)，求平面B₁C₁C₂B₂受到M粒子的沖擊力大小？