Question

正負(fù)電子對撞機的最后部分的簡化示意圖如圖甲所示(俯視圖)，位于水平面內(nèi)的粗實線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子做圓周運動的“容器”．經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子被分別引入該管道時，具有相等的速率v，它們沿著管道向相反的方向運動．在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A₁、A₂、A₃…A_n，共有n個，均勻分布在整個圓環(huán)上，每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，并且方向豎直向下，磁場區(qū)域的直徑為D．改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場的磁感應(yīng)強度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度．經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖甲中粗虛線所示的軌跡運動，這時電子經(jīng)過每個電磁場區(qū)域時射入點和射出點都是電磁場區(qū)域的同一條直徑的兩端，如圖乙所示．這就為進(jìn)一步實現(xiàn)正、負(fù)電子的對撞作好了準(zhǔn)備．

 

(1)試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的？

(2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m，所帶電荷都是元電荷e，重力可不計，求電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小．

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

(1)正電子在圖下中沿逆時針方向運動，負(fù)電子在圖中沿順時針方向運動．   (2)電子經(jīng)過每個電磁鐵，偏轉(zhuǎn)角度是q＝，射入電磁鐵時與通過入射點的直徑夾角為q/2，電子在電磁鐵內(nèi)做圓周運動的半徑為R＝．由圖可知 sin＝， 則B＝．

提示：