5.
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为的平行金属极板和,两极板中心各有一小孔、,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为,周期为.在时刻将一个质量为、电量为的粒子由静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
()求粒子到达时的速度大小和极板距离.
()为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
()若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在时刻第二次到达,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
(
20分)