同步回旋加速器结构如题图所示,轨道磁铁产生的环形磁场在同一时刻处处相等,带电粒子在环形磁场的控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动,穿越沿途设置的高频加速腔从中获取能量,如题图所示.同步加速器中磁感应强度随被加速粒子速度的增加而增加,高频加速电场的频率与粒子回旋频率保持同步.已知圆形轨道半径为
R,被加速粒子的质量为
m、电荷量为+
q,加速腔的长度为
L,且
L<<
R,当粒子进入加速腔时,加速电压的大小始终为
U,粒子离开加速腔时,加速腔的电压为零.已知加速腔外无电场、腔内无磁场;不考虑粒子的重力、相对论效应对质量的影响以及粒子间的相互作用.若在
t=0时刻将带电粒子从板内
a孔处静止释放,求:

(1)带电粒子第1次从
b孔射出时的速度的大小
v1;
(2)带电粒子第
k次从
b孔射出时圆形轨道处的磁感应强度
Bk以及下一次经过
b孔的时间间隔
Tk;
(3)若在处先后连续释放多个上述粒子,这些粒子经过第1次加速后形成一束长度为
l1的粒子束(
l1<
L),则这一束粒子作为整体可以获得的最大速度
vmax.