電子在復(fù)合場中圓運(yùn)動(dòng)問題一隅

1、電子在復(fù)合場中圓運(yùn)動(dòng)問題一隅例1.一電子在勻強(qiáng)磁場中，以一固定的正電荷為圓心在一圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場的方向垂直于它的運(yùn)動(dòng)平面，電子受到的電場力恰好是它受到的洛侖茲力的3倍，電子的電量為e,質(zhì)量為m,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則電子運(yùn)動(dòng)的角速度大小可能是。解析：由于磁場方向和電子運(yùn)動(dòng)方向的不確定性，歸納后可知共有兩種可能的情況：.若洛侖茲力與電場力的方向相同，則有:4Bev=mr又：v=r，解得：4Be。m右洛侖茲力與電場力的方向相反，則有:222Bev二mr2Bem解得：=曇。所以，電子運(yùn)動(dòng)的角速度大小可能是或mm例2.如圖所示為氫原子模型，電子繞核做快速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示。電子的運(yùn)動(dòng)可等效

2、為環(huán)形電流，它產(chǎn)生一個(gè)磁場，用Bo表示其在環(huán)形區(qū)域中某點(diǎn)所形成磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?，F(xiàn)加一不變的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向在圖中垂直紙面向里。這時(shí)環(huán)形電流在環(huán)內(nèi)區(qū)域中某點(diǎn)的磁場和外加磁場疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小用B表示。今設(shè)定電子的軌道半徑保持不變，則有:A.B=BB0B.B=B-B。C.BBB0D.B：BB0解析：未加勻強(qiáng)磁場時(shí)，電子的向心力來源于電子和原子核之間的庫侖力。加上勻強(qiáng)磁場后，根據(jù)左手定則可知，電子除受庫侖力之外，還受到方向始終背向圓心的洛侖茲力作用，由此看來，電子向心力將減少，由F向二mr2可知，電子的角速度將減小，而周期將增大，等效電流強(qiáng)度將減小，等效電流在環(huán)中某點(diǎn)磁

3、場的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo:B。根據(jù)安培定則可知，Bo的方向與B的方向相同。故：所以，本題的正確選項(xiàng)為D。例3.將氫原子中電子的運(yùn)動(dòng)看作是繞氫核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)在研究電子運(yùn)動(dòng)的磁效應(yīng)時(shí)，可將電子的運(yùn)動(dòng)等效為一環(huán)形電流，環(huán)的半徑等于電子的軌道半徑r?，F(xiàn)對一氫原子加一外磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直電子的軌道平面，這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用Ii表示?，F(xiàn)將外磁場反向，但磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，仍為B,這時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的等效電流用*表示。假設(shè)在加上外磁場以及外磁場反向時(shí)，氫核的位置、電子運(yùn)動(dòng)的軌道平面以及軌道半徑都不變，求外磁場反向前、后電子運(yùn)動(dòng)的等效電流強(qiáng)度的差，即1“-|2等于多少？用m和e分別表示電子的質(zhì)量和電量。解析：用F表示電子與原子核間的庫侖力。由于磁場方向與電子運(yùn)動(dòng)平面相垂直，故洛侖茲力的方向一定沿徑向，當(dāng)洛侖茲力與庫侖力方向相同時(shí)，用Vi表示電子的運(yùn)動(dòng)速度，則有：2mv1FBevi-r等效電流為：Ii亠空Ti2r當(dāng)洛侖茲力的方向與庫侖力方向相反時(shí)，用V2表示這時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)速度，則有:2mv2F-Bev2=2r等效電流為：I2嚴(yán)T22兀r由兩式得：22m(vi-V2)Be(w+V2)=rBerViV2m所以，有：r2eBe丨1一丨2(ViV2)2兀r2兀m以上三例，情境基本相同，但所考查的角度以及所考查的知識點(diǎn)有所不同。通過對它們的解析，可