Question

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意如圖（1）所示（俯視圖），位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子作圓運(yùn)動(dòng)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(shí)，具有相等的速率v，它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)。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n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓周上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè)，其余的用細(xì)虛線表示），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直向下，磁場(chǎng)區(qū)域都是直徑為d的圓形。改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖（2）所示。這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)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(jì)。求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

Answer 1

（1）見解析；（2）。

（1）正電子運(yùn)動(dòng)方向在（1）圖中是沿逆時(shí)針方向
負(fù)電子運(yùn)動(dòng)方向在（1）圖中是沿順時(shí)針方向                       ③
（2）電子經(jīng)過1個(gè)電磁鐵，偏轉(zhuǎn)角度是                           ②
射入電磁鐵時(shí)與通過射入點(diǎn)的直徑夾角為θ/ 2                         ②
電子在電磁鐵內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng)的半徑                             ②
由圖所示可知                                         ②
解出                                               ②