20.(16分)如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ为磁场的边界,质量为m、带电为-q的粒子,先后两次,沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直磁感线射入匀强磁场B中。第一次,粒子是经电压U1加速后射入磁场,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场;第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场,粒子刚好垂直PQ射出磁场(不计重力影响,粒子加速前认为速度是0,U1、U2未知),求:
(1)为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直接射出PQ边界,可在磁场区域加一匀强电场,求该电场的场强大小和方向;
(2)加速电压的比值。
- 答案