（19分）为了获得一束速度大小确定且方向平行的电子流，某人设计了一种实验装置，其截面图如题9图所示。其中EABCD为一接地的金属外壳。在A处有一粒子源，可以同时向平行于纸面的各个方向射出大量的速率不等的电子。忽略电子间的相互作用力，这些电子进入一垂直于纸面向里的圆形区域匀强磁场后，仅有一部分能进入右侧的速度选择器MNPQ。已知圆形磁场半径为R；速度选择器的MN和PQ板都足够长，板间电场强度为E（图中未画出电场线），匀强磁场垂直于纸面向里大小为B2，电子的电荷量大小为e，质量为m。调节圆形区域磁场的磁感应强度B1的大小，直到有电子从速度选择器右侧射出。求：
（1）速度选择器的MN板带正电还是负电？能从速度选择器右侧射出的电子的速度
大小、方向如何？
（2）是否所有从粒子源A处射出并进入磁场的速度大小为（1）问中的电子，最终都能从速度选择器右侧射出？若能，请简要证明，并求出圆形磁场的磁感应强度B1的大小；若不能，请说明理由。（不考虑电子“擦”到金属板的情形以及金属板附近的边界效应）
（3）在最终能通过速度选择器的电子中，从圆形区域磁场出射时距AE为
的电子在圆形磁场中运动了多长时间？
（1）MN板带正电；
，方向平行于MN向右（2）能，
（3）
【解析】
试题分析：（1）对电子分析知，受向上的电场力，故MN板带正电 （2分）
在速度选择器中：
（2分）
得：，方向平行于MN向右
（2分）
（2）所有以速度
进入磁场的电子，都能从速度选择器右侧射出 （2分）
如图为从圆形磁场右侧圆弧上任意一点F向右射出速度大小为的电子运动轨迹。
由几何知识易证得：
，
则平行四边形
为菱形，
（2分）
即所有向右平行于MN射出磁场的电子，做圆周运动的半径都等于圆形磁场区域的半径。只要速度大小为，其圆周运动的半径就等于磁场区域半径，都能向右射出磁场，并最终通过速度选择器。（2分）
，
（2分）
（3）如图，
由几何关系： 
，
，
（2分）
，
（3分）
考点：本题考查了带电粒子在磁场中的圆周运动、匀速直线运动。
科目：高中物理 来源： 题型：
（2013?重庆二模）为了获得一束速度大小确定且方向平行的电子流，某人设计了一种实验装置，其截面图如图所示．其中EABCD为一接地的金属外壳．在A处有一粒子源，可以同时向平行于纸面的各个方向射出大量的速率不等的电子．忽略电子间的相互作用力，这些电子进入一垂直于纸面向里的圆形区域匀强磁场后，仅有一部分能进入右侧的速度选择器MNPQ．已知圆形磁场半径为R；速度选择器的MN和PQ板都足够长，板间电场强度为E（图中未画出电场线），匀强磁场垂直于纸面向里大小为B2，电子的电荷量大小为e，质量为m．调节圆形区域磁场的磁感应强度B1的大小，直到有电子从速度选择器右侧射出．求：| R | 2 |
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科目：高中物理 来源： 题型：
在一个真空室内，一束非常准直的Na-23原子束（通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如图15-2-3 所示.设原子处在基态，运动方向与激光光子的运动方向相反，选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差，原子就能吸收它而发生跃迁，跃迁后原子的速度为v1，随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的，此时原子的速度为v2,接着重复上述过程，直到原子的速度减小到零.
图15-2-3
（1）吸收与发射光子的总次数为多少？
（2）原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v0减小到零，共需多长时间？该时间内原子共走过的路程为多少？（E=3.36×10-19 J，钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）
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科目：高中物理 来源： 题型：
在一个真空室内，一束非常直的Na—23原子束(通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v0=1
(1)求吸收和发射光子的总次数为多少?
(2)原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为τ=10-8 s。忽略每次吸收和发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v0减小到零，共需多长时间?该时间内原子总共走过的路程约为多少?(E=3.36×10-19 J，钠原子的质量m=3.84×10
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科目：高中物理 来源： 题型：
原子在不停地做热运动，为了能高精度地研究孤立原子的性质，必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间，例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术，原理如下：
在一个真空室内，一束非常准直的Na-23原子束（通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如图15-2-3 所示.设原子处在基态，运动方向与激光光子的运动方向相反，选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差，原子就能吸收它而发生跃迁，跃迁后原子的速度为v1，随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的，此时原子的速度为v2,接着重复上述过程，直到原子的速度减小到零.
图15-2-3
（1）吸收与发射光子的总次数为多少？
（2）原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v0减小到零，共需多长时间？该时间内原子共走过的路程为多少？（E=3.36×10-19 J，钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）
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