15. 如图所示,两极板
P、
Q竖直放置,长度为2
L,间距为
L。极板下方存在垂直纸面向外的矩形匀强磁场,磁感强度为
B0。荧光屏
MN水平放置,长度为2
L。一粒子源向两极板间持续不断竖直向下发射速度为
、质量为
m、电荷量为+
q的粒子,形成宽度为
L,横向均匀分布的粒子流。不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)两板间电压为0时,粒子全部打到荧光屏上,求矩形磁场的最小面积
S;
(2)当两板间存在恒定的匀强电场时,进入磁场的粒子数为射入电场粒子数的
,求打在屏上的粒子在磁场中运动的时间
t;
(3)在第(2)问中,进入磁场的粒子全部打到荧光屏上,求磁感应强度
B的取值范围。