如图所示,是通过磁场控制带电粒子的一种模型。在
和
的区域内,分别存在磁感应强度均为B的匀强磁场,方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外。在坐标原点,有一粒子源,连续不断地沿x轴正方向释放出质量为m,带电量大小为q的带正电粒子,速率满足
(不考虑粒子的重力、粒子之间的相互作用)试计算下列问题:(1)求速率最小和最大的粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的半径大小
和
;
(2)求速率最小和最大的粒子从
的边界射出时,两出射点的距离
的大小;
(3)设粒子源单位时间内射出的粒子数目为n(设每种速率的粒子数目相同),在
的区域加一个平行板电容器
, 且朝向出射粒子的一侧有小孔,孔的大小足以使所有的从
边界射出的粒子都能进入开孔位置,在
间加
的电势差,射入的粒子有的原路返回,其它碰到N板的全被吸收,求稳定情况下,射向平行板电容器的粒子对电容器的作用力大小?(设孔的大小不影响电容器产生的电场,被吸收的粒子也不影响两极板的电势差)。
