回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为
R,两盒间狭缝的间距为
d,磁感应强度为
B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为
m,电荷量为+
q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为
U0.周期
T=

.一束该种粒子在
t=0~

时间内从
A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:

(1)出射粒子的动能
Em;
(2)粒子从飘入狭缝至动能达到
Em所需的总时间
t0;
(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,
d应满足的条件.