真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO(射入。M、N板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P(足够大)的距离为S。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板M、N间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T。已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力。
⑴求加速电场的电压U1;
⑵欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,求图乙中电压U2的范围;
⑶证明在⑵问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无关。