如图甲所示,某粒子研究装置的通道长
m,其横截面abcd、
为边长
m的正方形,通道四壁
、
、
、
能将打到壁上的粒子完全吸收并及时导走,以截面abcd中心点O为坐标原点建立空间直角坐标系,x轴平行于ab边,z轴平行于bc边,通道方向沿y轴。在通道内仅x方向和z方向分别加随时间余弦、正弦变化的磁场,规定沿各坐标轴正方向为磁场正方向,如图乙所示。已知粒子源位于坐标原点,能沿y轴正方向持续均匀发射初速度为
m/s的带正电粒子,粒子比荷为
C/kg,在磁场中的运动时间远小于磁场变化的周期,不计粒子的重力与粒子间的相互作用,不考虑磁场变化产生电场的影响。求: