分析 (1)根据库仑力提供向心力,结合圆周运动周期的公式,再由电流表达式,即可求解;
(2)根据牛顿第二定律,结合动能与电势能表达式,从而确定各轨道的能级,最后由能量守恒定律,即可求解.
解答 解:(1)设电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为T1,形成的等效电流大小为I1,
根据牛顿第二定律有:k$\frac{{e}^{2}}{{r}_{1}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{{r}_{1}}$
Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{k{e}^{2}}{2{r}_{1}}$
(2)①设电子在第1轨道上运动的氢原子的能量为:E1=-k$\frac{{e}^{2}}{{r}_{1}}$+k$\frac{{e}^{2}}{2{r}_{1}}$=-k$\frac{{e}^{2}}{2{r}_{1}}$
同理,电子在第n轨道运动时氢原子的能量为:En=-k$\frac{{e}^{2}}{2{r}_{n}}$
②电子从第2轨道跃迁到第1轨道释放的能量为:△E=E2-E1=$\frac{3k{e}^{2}}{8{r}_{1}}$
电子在第3轨道时氢原子的能量为:E3=$\frac{1}{9}{E}_{1}$=-k$\frac{{e}^{2}}{18{r}_{1}}$
设氢原子电离后具有的动能为Ek,根据能量守恒有:
Ek=E3+△E=$\frac{23}{72}$k$\frac{{e}^{2}}{{r}_{1}}$
答:(1)试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做匀速圆周运动时的动能为$\frac{k{e}^{2}}{2{r}_{1}}$;
(2)①电子在第n轨道运动时氢原子的能量En的表达式为En=-k$\frac{{e}^{2}}{2{r}_{n}}$ (用n,e,r1和k表示)
②氢原子乙电离出的电子的动能为$\frac{23}{72}$k$\frac{{e}^{2}}{{r}_{1}}$.
点评 考查库仑定律,掌握牛顿第二定律的应用,注意原子核的电量与电子电量相等,同时各轨道的能量是解题的关键,还要掌握能量守恒定律的内容.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | Fr02/(qr2) | B. | F/q | C. | F r2/(q r02) | D. | Fr0/qr |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物块的加速度一直变大 | |
B. | 物块速度最大时受到的弹簧弹力为0.2N | |
C. | 物块的机械能先减小后增大 | |
D. | 物块受到的弹簧的最大弹力为10N |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 若直杆光滑,一定有α=β | B. | 若直杆光滑,β有可能为零 | ||
C. | 若直杆粗糙,β有可能为零 | D. | 若直杆粗糙,有可能α<β |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 第一次做功多,功率小 | B. | 两次做功一样多,功率一样大 | ||
C. | 第一次做功多,功率大 | D. | 两次做功一样多,第二次功率大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | F1缓慢增大,F2缓慢增大 | B. | F1缓慢增大,F2缓慢减小 | ||
C. | F1保持不变,F2保持不变 | D. | F1缓慢减小,F2保持不变 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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