將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看做是繞氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)在研究電子運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí),可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流,環(huán)的半徑等于電子的軌道半徑r.現(xiàn)對(duì)一氫原子加上一個(gè)外磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直電子的軌道平面.這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I1表示.現(xiàn)將外磁場(chǎng)反向,但磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,仍為B,這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I2表示.假設(shè)在加上外磁場(chǎng)以及外磁場(chǎng)反向時(shí),氫核的位置、電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面以及軌道半徑都不變,求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差,即|I1－I2|等于多少?(用m和e表示電子的質(zhì)量和電荷量)

解析:用r表示電子的軌道半徑,v表示電子速度,則等效電流①

當(dāng)加上一垂直于軌道平面的外磁場(chǎng)后,設(shè)順著外磁場(chǎng)方向看,電子做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)電子受到氫核對(duì)它的庫(kù)侖力指向圓心,而受到洛倫茲力背向圓心.設(shè)此時(shí)速度為v1,根據(jù)題意得

②

當(dāng)外磁場(chǎng)反向后,軌道半徑r不變,此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度變?yōu)?i>v2,此時(shí)電子受到氫核對(duì)它的庫(kù)侖力不變,而洛倫茲力大小變?yōu)閑Bv2,方向變?yōu)橹赶驁A心,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得

③

由②③式解得④

由①④兩式可得

答案:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看作是繞固定的氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子的電量為e，質(zhì)量為m．
（1）若以相距氫核無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能參考位置，則電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r時(shí)，原子的能量E=Ek+Ep=-
ke2
2r
，其中k為靜電力恒量，試證明氫原子核在距核r處的電勢(shì)Ur=k
e
r

（2）在研究電子繞核運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí)，可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流．現(xiàn)對(duì)一氫原子加上一外磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直電子的軌道平面，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I1表示，將外磁場(chǎng)反向，但磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I2表示，假設(shè)上述兩種情況下氫核的位置，電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面及軌道半徑都不變，求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差值，即|I1-I2|等于多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看作是繞固定的氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子的電量為e，質(zhì)量為m。

(1)若以相距氫核無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能參考位置，則電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r時(shí)，原子的能量，其中K為靜電力恒量。試證明氫原子核在距核r處的電勢(shì)。

(2)在研究電子繞核運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí)，可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流。現(xiàn)對(duì)一氫原子加上一外磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直電子的軌道平面，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I1表示，將外磁場(chǎng)反向，但磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I2表示，假設(shè)上述兩種情況下氫核的位置，電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面及軌道半徑都不變，求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差值，即等于多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看作是繞固定的氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子的電量為e，質(zhì)量為m。
(1)若以相距氫核無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能參考位置，則電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r時(shí)，原子的能量，其中K為靜電力恒量。試證明氫原子核在距核r處的電勢(shì)。
(2)在研究電子繞核運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí)，可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流�，F(xiàn)對(duì)一氫原子加上一外磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直電子的軌道平面，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I1表示，將外磁場(chǎng)反向，但磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I2表示，假設(shè)上述兩種情況下氫核的位置，電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面及軌道半徑都不變，求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差值，即等于多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：2006年江蘇省高考物理模擬試卷（解析版） 題型：解答題

將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看作是繞固定的氫核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子的電量為e，質(zhì)量為m．
（1）若以相距氫核無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能參考位置，則電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r時(shí)，原子的能量E=Ek+Ep=-，其中k為靜電力恒量，試證明氫原子核在距核r處的電勢(shì)Ur=k
（2）在研究電子繞核運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí)，可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)形電流．現(xiàn)對(duì)一氫原子加上一外磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直電子的軌道平面，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I1表示，將外磁場(chǎng)反向，但磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用I2表示，假設(shè)上述兩種情況下氫核的位置，電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面及軌道半徑都不變，求外磁場(chǎng)反向前后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流的差值，即|I1-I2|等于多少？

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