题目内容

如右图所示，K为电子发射极，刚发出的电子速度可以忽略不计。左边的非匀强电场使电子加速，右边的匀强电场使电子减速，设非匀强电场的电压为U，匀强电场的电压为U‘，则          （    ）
       A．只要U‘＜U，电流计的指针就不偏转
       B．只要U‘＞U，电流计的指针就偏转
       C．只要U‘=U，电场力对电子做的总功为零
       D．只要U‘=U，电场力对电子做的总功不为零
C
练习册系列答案
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如右图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图．K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速度大小不一．当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：

(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是垂直纸面向外？

(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?

 

图示分别为选修3-1教科书上演示洛伦兹力的J2433－2型洛伦兹力演示器的实物图。第6页图4.33-1为其结构说明图，其工作原理参照4.33-2图：.亥姆霍兹线圈用励磁电流（电流表读数）提供匀强磁场，灯丝的电子被加热后飘进加速电压Ua（电压表示数）形成的电场中，，磁感应强度B的大小和励磁电流I关系是B=KI（K已知），电子电量为q，质量为m。

(1)如右图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500mA，内阻Rg=200Ω，用它改装为有1A和10A两种量程的电流表，求R1=____  R2=____

(2)电子刚从加速电场进入匀强磁场时的速率表达式_________

（3）用此装置可以测量电子的比荷q/m。调整灯丝位置使电子垂直进入匀强磁场，用游标瞄准圆形电子束的圆心，读取电子束轨道的直径D，求出其半径r。将测得的D、r值，以及相应的励磁电流I、加速电压Ua的数值填入下某个公式即可，该公式是_____

A   B C D

已知氢原子基态的电子轨道半径r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV.

(1)求电子在n＝1的轨道上运动形成的等效电流．

(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．

(3)计算这几条光谱线中最长的波长．

【解析】：(1)电子绕核运动具有周期性，设运转周期为T，由牛顿第二定律和库仑定律有：k＝m2r1①

又轨道上任一处，每一周期通过该处的电荷量为e，由电流的定义式得所求等效电流I＝②

联立①②式得

I＝

＝× A

＝1.05×10－3 A

 (2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如右图所示．

(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级的分布规律可知，氢原子一定是从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级

设波长为λ，由h＝E3－E2，得

λ＝

＝m

＝6.58×10－7m

 

已知氢原子基态的电子轨道半径r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV.

(1)求电子在n＝1的轨道上运动形成的等效电流．

(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．

(3)计算这几条光谱线中最长的波长．

【解析】：(1)电子绕核运动具有周期性，设运转周期为T，由牛顿第二定律和库仑定律有：k＝m2r1①

又轨道上任一处，每一周期通过该处的电荷量为e，由电流的定义式得所求等效电流I＝②

联立①②式得

I＝

＝× A

＝1.05×10－3 A

 (2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如右图所示．

(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级的分布规律可知，氢原子一定是从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级

设波长为λ，由h＝E3－E2，得

λ＝

＝m

＝6.58×10－7m

 

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