21.如圖甲所示,粒子源靠近水平極板M、N的M板,N板下方有一對(duì)長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為d=1.5L的豎直極板P、Q,再下方區(qū)域存在著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)上邊界的部分放有感光膠片。水平極板M、N中間開有小孔,兩小孔的連線為豎直極板P、Q的中線,與磁場(chǎng)上邊界的交點(diǎn)為O.水平極板M、N之間的電壓為U
0;豎直極板P、Q之間的電壓U
PQ隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示;磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
.粒子源連續(xù)釋放初速不計(jì)、質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,這些粒子經(jīng)加速電場(chǎng)獲得速度進(jìn)入豎直極板P、Q之間的電場(chǎng)后再進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,都會(huì)打到感光膠片上。已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期,粒子重力不計(jì)。求:
(1)帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能E
K;
(2)磁場(chǎng)上、下邊界區(qū)域的最小寬度x;
(3)帶電粒子打到磁場(chǎng)上邊界感光膠片的落點(diǎn)范圍。