17. 在经典物理理论中,氢原子的核外电子绕原子核做匀速圆周运动。设电子运动方向如图甲所示。已知电子质量为
m、环绕半径为
r、静电力常量为
k、元电荷为
e。
(1)求电子绕核运动的角速度大小
和电子绕核运动形成的等效电流
I;
(2)在图甲的情况下,分别施加磁感应强度大小相等、方向相反、垂直于电子轨道平面的匀强磁场
和
,如图乙、丙所示。施加磁场后,电子仍沿原方向做半径为
r的匀速圆周运动,但角速度的大小分别变为
和
。
a.根据牛顿运动定律、洛伦兹力相关知识,分析并判断
与
,
与
的大小关系;
b.①图乙和丙中,设电子绕核运动所形成的等效电流分别为
和
,请填写表1(选填“增大”“减小”或“不变”)。
表1
相比于(1)中的I | 相比于(1)中的I |
| |
②等效电流亦会在轨道内激发磁场。图乙、丙中,由于等效电流的变化,其在轨道内激发的磁场的磁感应强度相对于图甲分别变化了
和
,请填写表2(选填“相同”“相反”或“无法确定”)。
表2