如圖所示,在xoy平面直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)分布有垂直向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.5×10
-2T,在第二象限緊貼y軸和x軸放置一對平行金屬板MN(中心軸線過y軸),極板間距d=0.4m,極板與左側(cè)電路相連接.通過移動滑動頭P可以改變極板MN間的電壓.a(chǎn)、b為滑動變阻器的最下端和最上端(滑動變阻器的阻值分布均勻),a、b兩端所加電壓
U=×102V.在MN中心軸線上距y軸距離為L=0.4m處有一粒子源S,沿x軸正方向連續(xù)射出比荷為
=4.0×106C/kg,速度為v
o=2.0×10
4m/s帶正電的粒子,粒子經(jīng)過y軸進(jìn)入磁場后從x軸射出磁場(忽略粒子的重力和粒子之間的相互作用).
(1)當(dāng)滑動頭P在ab正中間時,求粒子射入磁場時速度的大。
(2)當(dāng)滑動頭P在ab間某位置時,粒子射出極板的速度偏轉(zhuǎn)角為α,試寫出粒子在磁場中運(yùn)動的時間與α的函數(shù)關(guān)系,并由此計算粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間.