如图所示,在纸面内有一绝缘材料制成的等边三角形框架
DEF区域外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。等边三角形框架
DEF的边长为
L,在三角形
DEF内放置平行板电容器
MN,
N板紧靠
DE边,
M板及
DE中点
S处均开有小孔,在两板间紧靠
M板处有一质量为
m,电量为
q(
q>0)的带电粒子由静止释放,如图(a)所示。若该粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,且每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边。不计粒子的重力。

(1)若带电粒子能够打到
E点,求
MN板间的最大电压;
(2)为使从
S点发出的粒子最终又回到
S点,且运动时间最短,求带电粒子从
S点发出时的速率
v应为多大?最短时间为多少?
(3)若磁场是半径为Ⅱ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

.要使从
S点发出的粒子最终能回到
S点,带电粒子速度
v的大小应为多少?
