21.如圖(a)所示,在真空環(huán)境中,有一放射粒子源持續(xù)不斷地發(fā)射具有各種速度大小、方向均沿軸線ABO方向、重力忽略不計的粒子(粒子間的相互作用力也忽略不計),粒子質(zhì)量均為m,電量均為q(q>0)。A、B是兩個閥門(閥門間沒有電場),閥門B后距離l處有一對極板間距為2d的平行金屬極板(忽略邊緣效應,金屬極板間的電場可視為勻強電場),O處是一與軸線垂直的接收屏,以O為原點,垂直于軸線ABO向上為y坐標軸,不同速率的粒子打在接收屏上對應不同的坐標。所有裝置的結(jié)構(gòu)和其余尺寸見圖(d、l為已知量).某時刻A開啟,
后A關閉,又過
后B開啟,再過
后B也關閉。兩極板中的上極板接地,下極板的電勢隨時間關系如圖(b)所示U
0、t為已知量),該圖是以B的開啟時刻作為計時零點的。已知關系式:
t
2=
d。
(1)求能穿出B的粒子的最大速度和最小速度;
(2)上述具有最大速度的粒子打到接收屏上的坐標y
1;
(3)上述具有最小速度的粒子打到接收屏上的坐標y
2。