某装置可以研究带电粒子的运动轨迹,其原理如图所示。在
x轴上方存在垂直
xOy平面向里的匀强磁场(未画出)。
x轴下方有一个半径为
R的圆形区域磁场,方向垂直
xOy平面向外,大小为
B , 其圆心为
y轴上的
A点,边界过坐标原点
O。位于
x轴正半轴的绝缘板
MN中心有一小孔,孔径大小可以调整,小孔右端
D点横坐标
L , 板厚度可以忽略。位于圆形磁场左侧有一个粒子发射装置
S可以发射一束速度方向平行于
x方向的粒子流,已知粒子在
y轴方向均匀分布。粒子的质量为
m , 电荷量为
, 粒子束的宽度为2
R。已知速度方向对准
A点的粒子经过磁场后刚好从坐标原点射出并从
D点射入第四象限。不计离子的重力及相互作用。求: