将氢原子中电子的运动看做是绕氢核做匀速圆周运动,这时在研究电子运动的磁效应时,可将电子的运动等效为一个环形电流,环的半径等于电子的轨道半径r.现对一氢原子加上一个外磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直电子的轨道平面.这时电子运动的等效电流用I1表示.现将外磁场反向,但磁场的磁感应强度大小不变,仍为B,这时电子运动的等效电流用I2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

将氢原子中电子的运动看做是绕氢核做匀速圆周运动,这时在研究电子运动的磁效应时,可将电子的运动等效为一个环形电流,环的半径等于电子的轨道半径r.现对一氢原子加上一个外磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直电子的轨道平面.这时电子运动的等效电流用I₁表示.现将外磁场反向,但磁场的磁感应强度大小不变,仍为B,这时电子运动的等效电流用I₂表示.假设在加上外磁场以及外磁场反向时,氢核的位置、电子运动的轨道平面以及轨道半径都不变,求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差,即|I₁－I₂|等于多少?(用m和e表示电子的质量和电荷量)

解析:用r表示电子的轨道半径,v表示电子速度,则等效电流①

当加上一垂直于轨道平面的外磁场后,设顺着外磁场方向看,电子做逆时针转动,此时电子受到氢核对它的库仑力指向圆心,而受到洛伦兹力背向圆心.设此时速度为v₁,根据题意得

②

当外磁场反向后,轨道半径r不变,此时运动速度变为v₂,此时电子受到氢核对它的库仑力不变,而洛伦兹力大小变为eBv₂,方向变为指向圆心,根据牛顿运动定律可得

③

由②③式解得④

由①④两式可得

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将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为e，质量为m．
（1）若以相距氢核无穷远处为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为r时，原子的能量E=E_k+E_p=-

，其中k为静电力恒量，试证明氢原子核在距核r处的电势U_r=k

（2）在研究电子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流．现对一氢原子加上一外磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用I₁表示，将外磁场反向，但磁感应强度大小为B，这时电子运动的等效电流用I₂表示，假设上述两种情况下氢核的位置，电子运动的轨道平面及轨道半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即|I₁-I₂|等于多少？

将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为e，质量为m。

(1)若以相距氢核无穷远处为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为r时，原子的能量，其中K为静电力恒量。试证明氢原子核在距核r处的电势。

(2)在研究电子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流。现对一氢原子加上一外磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用I₁表示，将外磁场反向，但磁感应强度大小为B，这时电子运动的等效电流用I₂表示，假设上述两种情况下氢核的位置，电子运动的轨道平面及轨道半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即等于多少？

将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为e，质量为m。
(1)若以相距氢核无穷远处为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为r时，原子的能量

，其中K为静电力恒量。试证明氢原子核在距核r处的电势

。
(2)在研究电子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流。现对一氢原子加上一外磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用I₁表示，将外磁场反向，但磁感应强度大小为B，这时电子运动的等效电流用I₂表示，假设上述两种情况下氢核的位置，电子运动的轨道平面及轨道半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即

等于多少？

将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动，已知电子的电量为e，质量为m．
（1）若以相距氢核无穷远处为零势能参考位置，则电子运动的轨道半径为r时，原子的能量E=E_k+E_p=-

，其中k为静电力恒量，试证明氢原子核在距核r处的电势U_r=k

（2）在研究电子绕核运动的磁效应时，可将电子的运动等效为一个环形电流．现对一氢原子加上一外磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直电子的轨道平面，这时电子运动的等效电流用I₁表示，将外磁场反向，但磁感应强度大小为B，这时电子运动的等效电流用I₂表示，假设上述两种情况下氢核的位置，电子运动的轨道平面及轨道半径都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值，即|I₁-I₂|等于多少？