如圖中甲所示,真空中兩水平放置的平行金屬板C、D,上面分別開有正對的小孔O
1和O
2,金屬板C、D接在正弦交流電源上,C、D兩板間的電壓U
CD隨時間t變化的圖線如圖中乙所示.t=0時刻開始,從C板小孔O
1處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為m=3.2×10
-21kg、電荷量q=1.6×10
-15C的帶正電的粒子(設(shè)飄入速度很小,可視為零).在D板外側(cè)有以MN為邊界的勻強磁場,MN與金屬板C相距d=10cm,勻強磁場的大小為B=0.1T,方向如圖中所示,粒子的重力及粒子間相互作用力不計,平行金屬板C、D之間的距離足夠小,粒子在兩板間的運動時間可忽略不計.求:
(1)帶電粒子經(jīng)小孔O
2進入磁場后,能飛出磁場邊界MN的最小速度為多大?
(2)從0到0.04s末時間內(nèi)哪些時刻飄入小孔O
1的粒子能穿過電場并飛出磁場邊界MN?
(3)以O(shè)
2為原點建立直角坐標(biāo)系,在圖甲中畫出粒子在有界磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域(用斜線標(biāo)出),并標(biāo)出該區(qū)域與磁場邊界交點的坐標(biāo).要求寫出相應(yīng)的計算過程.