(1)带电粒子在电场中加速,电场方向向上,故M板带正电
(2)粒子在电场中加速过程由动能定理
qU=
1
2 m v 2 …①
粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为R则有
qvB= m
v 2
R …②
联立①②两式解得R=0.5m
粒子在磁场中运动轨迹如图所示,故运动时间
t=2T=2×
2πm
Bq =0.25s
(3)粒子要能从S射出磁场,则粒子在磁场中的轨道半径R应满足
(2n+1)R=
L
2 (n=0,1,2,…k)…③
联立①②③可解得两板间的电压应满足
U=
q B 2 L 2
8(2n+1)m =
12.5
2n+1 V (n=0,1,2,…k)
答:(1)极板M所带电荷的正电;
(2)若MN板间电压U 0=12.5V,则粒子在磁场中的运动时间为0.25s;
(3)要使粒子能从S射出磁场,则MN板间的电压U应满足 U=
q B 2 L 2
8(2n+1)m =
12.5
2n+1 V (n=0,1,2,…k).