在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动,如图甲所示是一种电荷扩束装置,它由粒子源、加速电场、扩束电场组成。其工作原理可简化为如下过程:粒子源产生的同种带正电粒子(粒子重力忽略不计)经加速电场加速后,以速度
v0连续不断地沿平行于平行金属板
A和
B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。已知金属板长为
L,相距为
d.
(1)当两板间电压
U1=U0时,粒子恰好打在下极板
B的中点.求带电粒子的比荷

;
(2)若
AB间加如图乙所示的方波形电压,其周期

,从
t=0开始,前

内
UAB=

,后

内
UAB=

,上述粒子仍然以速度
v0沿原来方向持续射入电场,求射出电场时粒子束的宽度
D;
(3)若紧贴极板右侧建立
xOy坐标系,
O点为极板右侧的中点,在坐标系的第I、IV象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域,磁场方向垂直于
xOy坐标平面,要使从最下方射出的粒子经磁场偏转后经过坐标为(2
d,2
d)的
P点出磁场,求磁感应强度
B的最大值.
