题目内容
15.已知氢原子基态能量为-13.6eV,电子轨道半径为0.53×10-10m,求此时电子绕核运动的线速度、动能、电势能及等效电流值.(电子质量me=9.1×10-31kg,电荷量e=1.6×10-19C)分析 根据库仑引力提供向心力求出电子在基态轨道上运动的速率,再求出动能;
根据氢原子在基态时所具有的能量得出电势能;
氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力提供向心力,应用电流定义求解.
解答 解:根据库仑引力提供向心力,得:$\frac{{ke}^{2}}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得:v=$\sqrt{\frac{{ke}^{2}}{mr}}$=2.2×106m/s
则动能为:Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{ke}^{2}}{2r}$=13.6ev;
知氢原子基态能量为-13.6eV,所以电势能为:Ep=-27.2eV,
T=$\frac{2πr}{v}$,
故环形电流:I=$\frac{e}{T}$=$\frac{ev}{2πr}$=1.06×10-3A,
答:此时电子绕核运动的线速度是2.2×106m/s,动能是13.6ev,电势能是-27.2eV,等效电流值是1.06×10-3A.
点评 解决本题的关键知道原子的能量等于电势能与电子动能之和,会通过库仑引力提供向心力求出电子的动能.
练习册系列答案
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10.对动能定理的理解正确的是( )
A. | 外力做功是引起物体动能变化的原因 | |
B. | 动能的变化使物体产生了功 | |
C. | 外力做的功变成了物体的动能 | |
D. | 外力对物体做了多少功,物体的动能就改变多少 |
7.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A. | PQ中电流先增大后减小 | B. | PQ两端电压先减小后增大 | ||
C. | PQ上拉力的功率先减小后增大 | D. | 线框消耗的电功率先减小后增大 |
4.如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线.现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g=10m/s2.则下列说法中不正确的是( )
A. | 滑块运动的加速度逐渐减小 | |
B. | 滑块运动的速度先增大后减小 | |
C. | x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/C | |
D. | 滑块运动的最大速度约为0.1m/s |
5.下列关于光电效应的说法中,不正确的是( )
A. | 爱因斯坦光电效应方程是:$\frac{1}{2}$mvm2=hν-W | |
B. | 只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应 | |
C. | 无论光强多强,只要光的频率小于金属的极限频率就不能产生光电效应 | |
D. | 发生光电效应时,入射光频率越大所产生的光电子的最大初动能就越大 |