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(2024高三上·湖南开学考)
“神舟十七号”航天员顺利奔赴“天宫”,为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害,研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置,装置截面图如图所示,以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R和 , 区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,外圆为绝缘薄板,外圆的左侧有两块平行金属薄板,其右板与外圆相切,在切点处开有一小孔C。一质量为m、电荷量为、不计重力的带电粒子从左板内侧的A点由静止释放,两板间电压为U,粒子经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场,若恰好不进入安全区,求:
(1)粒子通过C点时的速度大小;
(2)若粒子恰好不进入安全区,求两板间电压为;
(3)在(2)问中,若粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹,求粒子从离开电场到再次返回电场所需的时间t。