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【(2014•济南一模)如图所示,直线MN与两平行极板垂直.两极板之间存在匀强电场,电场强度大小为E,方向向右,极板间距离为d,S1、S2为极板上的两个小孔.在MN下方和两极板外侧区域存】
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问题描述:

(2014•济南一模)如图所示,直线MN与两平行极板垂直.两极板之间存在匀强电场,电场强度大小为E,方向向右,极板间距离为d,S1、S2为极板上的两个小孔.在MN下方和两极板外侧区域存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.MN上方有一绝缘挡板PQ,与MN平行放置.从小孔S1处由静止释放的带正电粒子,经电场加速后,恰能从小孔S2进入磁场,飞出右侧磁场后与挡板PQ相碰.已知两小孔S1、S2到直线MN的距离均为d,粒子质量为m、电量为q,与挡板碰撞前后,粒子电量没有损失,平行于挡板方向的分速度不变,垂直于挡板方向的分速度反向,大小不变,不计粒子的重力.

(1)求粒子到达小孔S2时的速度大小

(2)若磁场的磁感应强度大小为

9mE2qd,为保证粒子再次回到S2,挡板PQ应固定在离直线MN多远处?

(3)若改变磁场的磁感应强度大小,使粒子每次通过S2进入磁场后均能沿第(2)问中的路径运动,求粒子第n次通过两侧磁场区域所用时间.

梅立军回答:
  (1)粒子从释放到第一次到达s2过程,由动能定理得:   qEd=12mv21
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