如图甲所示,一个半径r=10cm圆盘由两种材料Ⅰ、Ⅱ构成,每种材料正好形成一个半圆,它们之间除圆心O以外由绝缘薄膜隔开.圆盘下端浸没在导电液体中,O点到液面的距离是半径r的
倍.圆盘可绕O点按顺时针方向转动,且在转动过程中,只要材料进入液体中,材料Ⅰ在O点与液体间的电阻恒为R
Ⅰ=1kΩ,材料Ⅱ在O点与液体间的电阻恒为R
Ⅱ=4kΩ.圆盘通过转轴、导电液体与外电路连接,导线与导电液体电阻不计.电路中电源电动势E=2000V,内阻不计,R=4kΩ.R的两端与两块竖直放置、正对且等大的平行金属板相连,板间距离不计.金属板右侧依次有半径为r/10的圆形匀强磁场区域及竖直放置的荧光屏,已知平行金属板正中央的小孔O
1、O
2,匀强磁场的圆心O
3,荧光屏的中心O
4在同一条水平直线上,O
3O
4=20cm.现有一细束带电粒子从O
1点沿O
1O
2方向进入平行金属板间,初速度及重力不计,比荷
.匀强磁场的磁感应强度B=1.0T,圆盘的转动周期T=4s.
(1)圆盘处于图示位置时,两平行金属板间的电压是多少?带电粒子打到荧光屏上时距O
4点的距离y是多大?
(2)如果圆盘在图位置时为零时刻,在图乙画出平行金属板间电压在一个周期内随时间变化的图象.(可不写计算过程,但需在图上标出具体数值)
(3)在图丙中定性画出电子到达屏上时,它离O
4点的距离y随时间的变化图线.