如圖甲所示,兩平行金屬板長(zhǎng)度l=0.2m,兩板間電壓U隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T,方向垂直紙面向里.現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v
0=10
5m/s射入電場(chǎng)中,初速度方向沿兩板間的中線OO′方向.磁場(chǎng)邊界MN與中線OO′垂直.已知帶電粒子的比荷q/m=10
8C/kg,粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略不計(jì).
(1)在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi),可以把板間的電場(chǎng)強(qiáng)度看作是恒定的.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這種處理的合理性;
(2)設(shè)t=0.1s時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子恰能從金屬板邊緣穿越電場(chǎng)射入磁場(chǎng),求該帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度的大。
(3)對(duì)于所有經(jīng)過(guò)電場(chǎng)射入磁場(chǎng)的帶電粒子,設(shè)其射入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)和從磁場(chǎng)射出的出射點(diǎn)間的距離為d,試通過(guò)推理判斷d的大小是否隨時(shí)間變化?