15.如圖甲所示,水平放置的平行板電容器的兩極板M、N的長(zhǎng)度及間距均為L(zhǎng),兩板間加一定的電壓。一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為+q(q>0)的帶正電粒子從上級(jí)板邊緣A點(diǎn)以水平初速度v
0射入電容器,恰好從兩板間中線的C點(diǎn)飛出,不計(jì)粒子受到的重力和空氣阻力。
(1)求帶電粒子出電場(chǎng)時(shí)的速度大小v;
(2)若改變兩板間的電壓,使帶電粒子的入射速度為
,帶電粒子恰好從下極板右邊緣飛出,求此種情況下兩板間的電壓U
0;
(3)若使帶電粒子的入射速度為
,并從帶電粒子射入電容器瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),且上極板M和下極板N間的電勢(shì)差U隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,帶電粒子恰好從上極板右邊緣飛出,求帶電粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中到上極板M的最遠(yuǎn)距離y
m。