组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 静电场 > 带电粒子在电场中的运动 > 带电粒子在非匀强电场中的运动 > 带电粒子在点电荷电场中的运动
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:238 题号:6402026
从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。
(1)已知电子质量为m,电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为R。原子处于基态时,电子绕原子核运动,可等效为环形电流,求此等效电流值。
(2)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能Eo=0.35MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核和中子()的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u,中子的质量mn=1.0087u,氦核的质量mHe=3.0160u,其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV?(结果保留1位有效数字)

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【推荐1】如图所示,在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为的检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中,规定电场中P点的电势为零。已知OP的距离为L,则在形成的电场中,求:
(1)PN两点电场强度大小的比值;
(2)检验电荷在N点具有的电势能;
(3)当检验电荷运动到NP之间距离PL处时的加速度。
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【推荐2】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,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
a.根据牛顿运动定律、洛伦兹力相关知识,分析并判断的大小关系;
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,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,请填写表2(选填“相同”“相反”或“无法确定”)。
表2

的方向

的方向


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【推荐3】如图所示,有一固定的倾角为30°光滑斜面,在其底端A点固定一正电荷,电荷量为Q,在斜面上离A距离为HC处由静止释放某带同种电荷的小球,开始运动的瞬间小球加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k,正电荷和带电小球均可看成点电荷,不计空气阻力。
(1)求小球的比荷;
(2)求小球速度最大时离A点的距离h
(3)若已知在正点电荷Q的电场中,某点的电势可表示成,其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)。求小球能到达的最高点BA点的距离
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