如图所示,圆心在原点、半径为
的圆将
平面分为两个区域,在圆内区域Ⅰ(
)和圆外区域Ⅱ(
)分别存在两个匀强磁场,方向均垂直于
平面。垂直于
平面放置两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于
轴放置在
=
的位置,荧光屏乙平行于
轴放置在
=
的位置。现有一束质量为
、电荷量为
(
)、动能为
的粒子从坐标为(
,0)的
点沿
轴正方向射入区域Ⅰ,最终打在荧光屏甲上,出现亮点
的坐标为(
,
)。若撤去圆外磁场,粒子也打在荧光屏甲上,出现亮点
的坐标为(0,
),此时,若将荧光屏甲沿
轴负方向平移,发现亮点的
轴坐标始终保持不变。不计粒子重力影响。
(1)求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度
、
的大小;
(2)求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度
、
的大小和方向;
(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从
点沿
轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为
、电荷量为
、动能为
的粒子,求荧光屏上出现亮点的坐标。
