Question

如图a所示，平行金属板A、B间的电压UAB＝200V，B板有一小孔O，靠近B板有一固定的绝缘圆筒，其横截面半径R＝m，在圆筒轴线上，筒壁有小孔H，HO共线且连线与圆筒轴线、B板均垂直，交A板于P点．现有一比荷＝100C／kg的带正电粒子，从A板上的P点附近由静止释放，在电场力作用下沿O方向射入圆筒．从粒子进入圆筒开始（计时零点），在圆筒内加入方向与轴线平行的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图b（垂直纸面向里为磁场正方向），粒子在磁场力作用下发生偏转并与筒壁碰撞．（粒子与筒壁碰撞前后动能和电量均不变，且不计重力，忽略碰撞所用时间及磁场变化产生的感应影响．）问：

（1）粒子第一次到达O点时的速率为多大?
（2）如果图b中的t1时刻就是粒子进入圆筒后第一次碰撞到圆筒的时刻，t1的值是多少?   
（3）如果图b中的t1和t1＋t2时刻分别是粒子进入圆筒后第一次和第二次碰撞到圆筒的时刻，要使粒子能做周期性的往返运动，则金属板A和B间的距离d至少为多大?

Answer 1

略