如图所示,水平放置的不带电的平行金属板和相距,与图示电路相连,金属板厚度不计,忽略边缘效应。板上表面光滑,涂有绝缘层,其上点右侧相距h处有小孔;板上有小孔,且、在同一条竖直线上,图示平面为竖直平面。质量为、电荷量为()的静止粒子被发射装置(图中未画出)从点发射,沿板上表面运动时间后到达孔,不与板碰撞地进入两板之间。粒子视为质点,在图示平面内运动,电荷量保持不变,不计空气阻力,重力加速度大小为。
(1)求发射装置对粒子做的功;
(2)电路中的直流电源内阻为,开关接"1"位置时,进入板间的粒子落在板上的点,点与过孔竖直线的距离为。此后将开关接"2"位置,求阻值为的电阻中的电流强度;
(3)若选用恰当直流电源,电路中开关接"l"位置,使进入板间的粒子受力平衡,此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度只能在0~=范围内选取),使粒子恰好从板的T孔飞出,求粒子飞出时速度方向与板板面夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)。