15.如圖甲所示,在空間中建立xOy坐標系,α射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細管C組成,放置在第Ⅱ象限,細管C到兩金屬板距離相等,細管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A、B板間加上某一電壓時,α粒子剛好能以速度v
0從細管C水平射出,進入位于第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動,α粒子運動軌跡處的場強大小為E
0。t=0時刻α粒子垂直x軸進入第Ⅳ象限的交變電場中,交變電場的電場強度隨時間的變化關系如圖乙所示,規(guī)定沿x軸正方向為電場的正方向。已知α粒子的電荷量為2e(e為元電荷)、質量為m,重力不計。求:
(1)α粒子從放射源P運動到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動的軌跡半徑r和運動的時間t
0;
(3)當t=T時,α粒子的坐標。