某种加速器的理想模型如图1所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔、
,两极板间电压
的变化图象如图2所示,电压的最大值为
、周期为
,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子从板内
孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间
后恰能再次从
孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了
。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)
若在
时刻将该粒子从板内
孔处静止释放,求其第二次加速后从
孔射出时的动能;
现要利用一根长为
的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响)使图1中实线轨迹(圆心为
)上运动的粒子从
孔正下方相距
处的
孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;
若将电压
的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内
孔处从静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?