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已知電子的電荷量為e,質量為m,氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動,則電子運動形成的等效電流大小為多少?

解析:所謂等效電流,就是把電子繞核運動單位時間段的電荷量通過圓周上各處看成是持續(xù)運動時所形成的電流,根據(jù)電流的定義即可算出等效電流的大小.截取電子運動軌道的任一截面,在電子運動一周的時間T內,通過這個截面的電荷量qe.

則有:I=                       

再由庫侖力提供向心力有:            ②

聯(lián)立得:I=

答案:

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,平行于直角坐標系y軸的PQ是用特殊材料制成的,只能讓垂直打到PQ界面上的電子通過.其左側有一直角三角形區(qū)域,分布著方向垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場,其右側有豎直向上場強為E的勻強電場.現(xiàn)有速率不同的電子在紙面上從坐標原點O沿不同方向射到三角形區(qū)域,不考慮電子間的相互作用.已知電子的電荷量為e,質量為m,在△OAC中,OA=a,θ=60°(即.∠AOC=60°)求:
(1)能通過PQ界面的電子所具有的最大速度是多少?該電子在O點的入射方向與Y軸夾角Φ是多少?
(2)在PQ右側x軸上什么范圍內能接收到電子.

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科目:高中物理 來源: 題型:

 如圖所示是示波器的原理示意圖.電子從燈絲發(fā)射出來,經電壓為U1的電場加速后,通過加速極板A上的小孔O1射出,然后沿中心線O1O2進入M、N間的偏轉電場,偏轉電場的電壓為U2,場強方向垂直于O1O2,電子離開偏轉電場后,最終打在垂直于O1O2放置的熒光屏上的P點.已知電子的電荷量為e,平行金屬板M、N間的距離為d,極板長為l,極板右端與熒光屏之間的距離為L,電子離開燈絲時的初速度可忽略,電子所受重力以及電子之間的相互作用力不計.
(1)若把P點到O2點的距離稱為偏轉距離Y,其偏轉距離Y為多少?
(2)求電子即將到達P點時的動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,截面為直角三角形的區(qū)域內,有一個具有理想邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度大小為B,三角形區(qū)域的ab邊長為L,θ=30°.一個電子從ab邊界外側由ab邊中點處與ab成30°角垂直于磁場方向射入磁場內,已知電子的電荷量為e,質量為m,為使電子能從ac邊射出,電子的入射速度v0的大小應該滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在直角坐標系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在著電場強度均為E的勻強電場,其中第Ⅰ象限電場沿x軸正方向,第Ⅲ象限電場沿y軸負方向.在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在著磁感應強度均為B的勻強磁場,磁場方向均垂直紙面向里.有一個電子從y軸的P點以垂直于y軸的初速度v0進入第Ⅲ象限,第一次到達x軸上時速度方向與x軸負方向夾角為45°,第一次進入第Ⅰ象限時,與y軸夾角也是45°,經過一段時間電子又回到了P點,進行周期性運動.已知電子的電荷量為e,質量為m,不考慮重力和空氣阻力.求:
(1)P點距原點O的距離;
(2)電子從P點出發(fā)到第一次回到P點所用的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

根據(jù)玻爾理論,電子繞氫原子核運動可以看作是僅在庫侖引力作用下的勻速圓周運動,已知電子的電荷量為e,質量為m,電子在第1軌道運動的半徑為r1,靜電力常量為k.
(1)電子繞氫原子核做圓周運動時,可等效為環(huán)形電流,試計算電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運動的周期及形成的等效電流的大;
(2)氫原子在不同的能量狀態(tài),對應著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運動,電子做圓周運動的軌道半徑滿足rn=n2r1,其中n為量子數(shù),即軌道序號,rn為電子處于第n軌道時的軌道半徑.電子在第n軌道運動時氫原子的能量En為電子動能與“電子-原子核”這個系統(tǒng)電勢能的總和.理論證明,系統(tǒng)的電勢能Ep和電子繞氫原子核做圓周運動的半徑r存在關系:Ep=-k
e2
r
(以無窮遠為電勢能零點).請根據(jù)以上條件完成下面的問題.
①試證明電子在第n軌道運動時氫原子的能量En和電子在第1軌道運動時氫原子的能量E1滿足關系式En=
E1
n2

②假設氫原子甲核外做圓周運動的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過程中所釋放的能量,恰好被量子數(shù)n=4的氫原子乙吸收并使其電離,即其核外在第4軌道做圓周運動的電子脫離氫原子核的作用范圍.不考慮電離前后原子核的動能改變,試求氫原子乙電離后電子的動能.

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