如图所示,在竖直平面(纸面)内有长为
l的
CD、
EF两平行带电极板,上方
CD为正极板,下方EF为负极板,两极板间距为
l,
O点为两极板边缘
C、
E两点连线的中点;两极板右侧为边长为
l的正方形匀强磁场区域磁场方向垂直纸面向外。离子源
P产生的电荷量为
q、质量为
m的带正电粒子飘入电压为
U1的加速电场,其初速度几乎为零,被电场加速后在竖直平面内从
O点斜向上射入两极板间,带电粒子恰好从
CD极板边缘
D点垂直
DF边界进入匀强磁场区域。已知磁感应强度大小
B与带电粒子射入电场
O点时的速度大小
v0的关系为

,带电粒子重力不计。求
(1)带电粒子射入电场
O点时的速度大小
v0;
(2)两平行极板间的电压
U2;
(3)带电粒子在磁场区域运动的时间
t。
