如图所示,在区域足够大的空间中充满磁感应强度大小为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L的等边三角形框架DEF,DE中点S处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE边向下如图(a)所示,发射粒子的电量为+q质量为m,但速度v有各种不同的数值。若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边,试求:
(1)带电粒子的速度v为多大时能够不与框架碰撞打到E点?
(2)为使S点发出的粒子最终又回到S点,且运动时间最短,v应为多大?最短时间为多少?
(3)若磁场是半径为a的圆柱形区域如图(b)所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线通过等边三角形的中心O,且,要使S点发出的粒子最终又回到S点带电粒子速度v的大小应取哪些数值?