如图甲所示,圆形导线框中磁场B
1 的大小随时间t周期性变化,使平行金属板M、N间获得如图乙的周期性变化的电压.M、N中心的小孔P、Q的连线与金属板垂直,N板右侧匀强磁场(磁感应强度为B
2)的区域足够大.绝缘档板C垂直N板放置,距小孔Q点的距离为h.现使置于P处的粒子源持续不断地沿PQ方向释放出质量为m、电量为q的带正电粒子(其重力、初速度、相互间作用力忽略不计).
(1)在0~
时间内,B
1大小按B
1=kt的规律增大,此时M板电势比N板高,请判断此时B
1的方向.试求,圆形导线框的面积S多大才能使M、N间电压大小为U?
(2)若其中某一带电粒子从Q孔射入磁场B
2后打到C板上,测得其落点距N板距离为2h,则该粒子从Q孔射入磁场B
2时的速度多大?
(3)若M、N两板间距d满足以下关系式:qUT
2=25md
2,则在什么时刻由P处释放的粒子恰能到达Q孔但不会从Q孔射入磁场?结果用周期T的函数表示.