如圖所示,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)半徑R=lcm,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=IT,方向垂直紙面向里,其上方有一對(duì)水平放置的平行金屬板M、N,間距d=1cm,N板中央開有小孔S.小孔位于圓心0的正上方,S與O的連線交磁場(chǎng)邊界于A.兩金屬板通過(guò)導(dǎo)線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連(為表示線圈的繞向,圖中只畫了2匝),線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場(chǎng),穿過(guò)線圈的磁通量變化率為
=100wb/s.位于圓形磁場(chǎng)邊界上某點(diǎn)(圖中未畫出)的離子源P,在紙面內(nèi)向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射速度大小為v=5
×10
5m/s,方向指向圓心的帶正電的離子,離子的比荷為
=5×10
7c/kg,經(jīng)一段時(shí)間后離子從磁場(chǎng)邊界A點(diǎn)射出,沿直線AS進(jìn)入M、N間的電場(chǎng).(不計(jì)離子重力;離子碰到極板將被吸附)求:
(1)M、N間場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向;
(2)離子源P到A點(diǎn)的距離;
(3)請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明離子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)后能否返回?
(4)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)取π=3).