北京正負電子對撞機是目前國際上唯一高亮度正負電子對撞機,因此作為世界上一個重要的高能物理實驗研究基地對國外開放.正、負電子對撞機由直線加速器P、電子分離器Q、環(huán)形儲存器M和對撞室D組成,如圖所示,P、加速器出口O、環(huán)心O′、D在一條直線上.被加速器P加速后的正、負電子相隔時間t
0先后由O點以相同速度v
0進入電子分離器Q,分離后分別沿圓環(huán)切線方向由a、b注入M,在M中恰沿環(huán)做圓周運動運動,最終在D中實現(xiàn)對撞.為了實現(xiàn)正、負電子的分離和在環(huán)形儲存器內(nèi)的圓周運動,并保證正、負電子在D中相遇,在環(huán)外分離器Q區(qū)域和環(huán)內(nèi)區(qū)域分別加有勻強磁場B
1和B
2.已知圖中∠O
1O′O=∠O
2O′O=30°,電子質量為m,電荷量為e,環(huán)的半徑R遠大于環(huán)管半徑r,除在D中碰撞外忽略電子間的相互作用,求:
(1)Q、M區(qū)域內(nèi)的磁感應強度B
1、B
2及B
1與B
2的方向關系;
(2)環(huán)的最大半徑R.