如圖甲所示,在空間中建立xOy坐標(biāo)系,α射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細(xì)管C組成,放置在第Ⅱ象限,細(xì)管C到兩金屬板距離相等,細(xì)管C開口在y軸上。放射源P在A板左端,可以沿特定方向發(fā)射某一初速度的α粒子。若金屬板長為L、間距為d,當(dāng)A、B板間加上某一電壓時,α粒子剛好能以速度v
0從細(xì)管C水平射出,進(jìn)入位于第Ⅰ象限的靜電分析器中。靜電分析器中存在著輻向電場(電場線沿半徑方向指向圓心O),α粒子在該電場中恰好做勻速圓周運(yùn)動,α粒子運(yùn)動軌跡處的場強(qiáng)大小為E
0。t=0時刻α粒子垂直x軸進(jìn)入第Ⅳ象限的交變電場中,交變電場的電場強(qiáng)度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示,規(guī)定沿x軸正方向?yàn)殡妶龅恼较?。已知α粒子的電荷量?e(e為元電荷)、質(zhì)量為m,重力不計(jì)。求:
(1)α粒子從放射源P運(yùn)動到C的過程中動能的變化量ΔE
k和發(fā)射時初速度v的大??;
(2)α粒子在靜電分析器中運(yùn)動的軌跡半徑r和運(yùn)動的時間t
0;
(3)當(dāng)t=T時,α粒子的坐標(biāo)。