現(xiàn)代科學(xué)研究中經(jīng)常利用電場、磁場來控制帶電粒子的運(yùn)動。在空間坐標(biāo)系O-xyz中存在如圖所示的電磁場,在xOz平面內(nèi),圓心O
1的位置坐標(biāo)為(0,R),半徑為R,圓內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B
1;在其左側(cè)有一離子源E飄出質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為0的一束正離子,這束離子經(jīng)電勢差
的電場加速后,從小孔F(點(diǎn)F與O
1等高)沿著x軸正方向射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域B
1,離子恰好從點(diǎn)O離開進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B
2。豎直放置的長方形離子收集板MNPQ與xOz面相距R,邊MQ足夠長與x軸方向平行且與y軸交于點(diǎn)T,寬MN為2R,勻強(qiáng)磁場B
2只局限于收集板正前方的空間區(qū)域,磁場方向與xOy所在平面平行且與x軸正方向的夾角大小為θ,調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
2大小,使帶正電離子偏轉(zhuǎn)后能打到收集板上被吸收。不考慮離子重力和離子間的相互作用(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,cos76°=0.25)
(1)求勻強(qiáng)磁場B
1大小;
(2)若角度θ=0,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B
2大小的范圍;
(3)若角度θ=37°,磁感應(yīng)強(qiáng)度
,求離子打在收集板上位置的坐標(biāo);
(4)若角度θ的大小在0到90°之間,試定量討論磁感應(yīng)強(qiáng)度B
2的范圍。