16.為了電場和磁場可以控制帶電粒子的運動,使其沿著一定的軌跡運動。如圖所示,ab邊長為L的矩形邊界內存在勻強電場,其方向為由b指向a
1兩邊界1、2平行且間距確定但未知,邊界cd正好在邊界1上,邊界1、2之間存在磁感應強度方向垂直紙面向里、大小為
的勻強磁場,電場邊界和磁場邊界在同一平面內。一質量為m、帶正電的粒子(不計受到的重力)從a點以大小為v
0的速度射入電場,經過電場偏轉后,從c點垂直邊界1射出電場,接著經過磁場偏轉后到達d點,粒子在c點的動能與動量大小之比為
;若僅減小勻強磁場的磁感應強度,使粒子不從邊界2射出的磁感應強度的最小值與電場強度大小之比為
。求:
(1)粒子在a點的速度方向與邊界ad的夾角及粒子所帶的電荷量;
(2)勻強電場的電場強度大小和磁場的邊界1與邊界2之間的距離;
(3)粒子正好不從邊界2射出時,粒子從a點射入電場到從邊界1射出磁場的運動時間。