Question

【题目】（1）微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使电子绕原子核做匀速圆周运动，已知核外电子的质量为m，氢原子核的质量为M，二者相距为r，静电力常量为k，电子和氢原子核的电荷量大小均为e。求核外电子的动能。

（2）当平行板电容器的两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间距离d的关系为。对给定的平行板电容器充电，当该电容器极板所带电荷量Q变化时，两极板间的电势差U也随之变化。请在下图所示的坐标系中画出电容器带电量Q与极板间电势差U的关系图像。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】（1）模型中，设电子和原子核的速度分别为v对于电子绕核的运动，根据库仑定律和牛顿第二定律有，解得

（2）对于给定的电容器电容C一定，根据电容的定义式得，C一定，则Q-U图象如图所示．