21.
(2024高三上·长沙期末)
阿尔法磁谱仪(简称AMS)是美籍华裔物理学家丁肇中构思,由中国参与建造的探测反物质和暗物质的仪器。图甲是AMS在空间站的实验场景,其工作原理可简化为如图乙所示:在xOy平面内,以M(0,-R)为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在
的区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,两区域磁场的磁感应强度大小相等。在第一象限有与x轴成45°角倾斜放置的接收器与x、y轴交于Q、P两点,且OQ间距为
。在圆形磁场区域左侧
的区域内,均匀分布着质量为m、电荷量为e的一簇质子,所有质子均以速度v沿x轴正向射入圆形磁场区域,其中正对M点射入的质子经偏转后从O点进入x轴上方的磁场。不计质子的重力,不考虑质子间的相互作用。求: