21.
(2024高三上·長(zhǎng)沙期末)
阿爾法磁譜儀(簡(jiǎn)稱AMS)是美籍華裔物理學(xué)家丁肇中構(gòu)思,由中國(guó)參與建造的探測(cè)反物質(zhì)和暗物質(zhì)的儀器。圖甲是AMS在空間站的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖乙所示:在xOy平面內(nèi),以M(0,-R)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在
的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。在第一象限有與x軸成45°角傾斜放置的接收器與x、y軸交于Q、P兩點(diǎn),且OQ間距為
。在圓形磁場(chǎng)區(qū)域左側(cè)
的區(qū)域內(nèi),均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為e的一簇質(zhì)子,所有質(zhì)子均以速度v沿x軸正向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域,其中正對(duì)M點(diǎn)射入的質(zhì)子經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從O點(diǎn)進(jìn)入x軸上方的磁場(chǎng)。不計(jì)質(zhì)子的重力,不考慮質(zhì)子間的相互作用。求: