14. 两块面积和间距均足够大的金属板水平放置,如图1所示,金属板与可调电源相连形成电场,方向沿y轴正方向。在两板之间施加磁场,方向垂直 $x O y$ 平面向外。电场强度和磁感应强度随时间的变化规律如图2所示。板间O 点放置一粒子源,可连续释放质量为m、电荷量为 $q ( q > 0 )$ 、初速度为零的粒子,不计重力及粒子间的相互作用,图中物理量均为已知量。求:
① $t = 0$ 时刻释放的粒子,在 $t = \frac { 2 \pi m } { q B _ { 0 } }$ 时刻的位置坐标;
(2)在 $0 \sim \frac { 6 \pi m } { q B _ { 0 } }$ 时间内,静电力对t = 0时刻释放的粒子所做的功;
(3)在 $M \left( \frac { 4 \pi E _ { 0 } m } { q B _ { 0 } ^ { 2 } } { \cdot } \frac { \pi ^ { 2 } E _ { 0 } m } { 4 q B _ { 0 } ^ { 2 } } \right)$ 点放置一粒接收器,在 $0 \sim \frac { 6 \pi m } { q B _ { 0 } }$ 时间内什么时刻释放的粒子在电场存在期间被捕获。
图1
图2
(1) $( \frac { 2 \pi E _ { 0 } m } { q B _ { 0 } ^ { 2 } } , \frac { \pi ^ { 2 } E _ { 0 } m } { 2 q B _ { 0 } ^ { 2 } } )$; (2) $\frac { 2 \pi ^ { 2 } E _ { 0 } ^ { 2 } m } { B _ { 0 } ^ { 2 } }$; (3) $\frac { 1 3 } { 3 } { \cdot } \frac { \pi m } { q B _ { 0 } }$