Question

?摇将氢原子中电子的运动看作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.假设再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|I₂-I₁|等于？（用m和e表示电子的质量和电荷量）

Answer 1

【试题分析】
本题源于课本知识和课后习题，立意新，考查角度新，主要考查学生的知识应用能力和知识综合能力.
用r表示电子的轨道半径，v表示电子速度，则等效电流为                        I=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，而受到的洛仑兹力背向圆心，如图3所示.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，设此时运动速度变为v₂，此时电子受到氢核对它的库仑力不变，而洛仑兹力大小变为eBv₂，方向变为指向圆心，根据牛顿运动定律可得
                 ③
由②、③式解得  v₂-v₁=④
由①、④两式可得   |I₁-I₂|=