在一柱形区域内有匀强电场,柱的横截面是以
为圆心,半径为
的圆,
为圆的直径,如图所示。质量为
,电荷量为
的带电粒子在纸面内自
点先后以不同的速度进入电场,速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子,自圆周上的
点以速率
穿出电场,
与
的夹角
.运动中粒子仅受电场力作用。
(1)求电场强度的大小;
(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大,该粒子进入电场时的速度应为多大?
(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为 ,该粒子进入电场时的速度应为多大?