如图所示为某离子实验装置结构图。Ⅰ区为电加速区,由间距为d的中间有小孔S、O的两正方形平行金属板M、N构成,金属板边长为
, 其中离子源紧贴小孔S;Ⅱ、Ⅲ区为长方体形状的磁偏转区,水平间距分别为d、
, 其竖直截面与金属板形状相同。Ⅲ区左右截面的中心分别为
、
, 以
为坐标原点,垂直长方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N间匀强电场大小为E,方向沿
方向;Ⅱ、Ⅲ区的匀强磁场大小相同、方向分别沿
、
方向。某时刻离子源有一电量为
、质量为m的粒子无初速的飘入小孔S,经过一段时间后恰好能返回到小孔S,不考虑粒子的重力。