類比法是研究物理問題的常用方法。
(1)如圖所示為一個電荷量為+Q的點電荷形成的電場,靜電力常量為k,有一電荷量為q的試探電荷放入場中,與場源電荷相距為r。根據電場強度的定義式,求q處的電場強度E的大小。
(2)場是物理學中重要的概念,除了電場和磁場外,還有引力場,物體之間的萬有引力就是通過引力場發生作用的。忽略地球自轉影響,地球表面附近的引力場也叫重力場。已知地球質量為M,半徑為R,引力常量為G。請類比電場強度的定義方法,定義距離地球球心為r(r>R)處的引力場強度,并說明兩種場的共同點。
(3)微觀世界的運動和宏觀運動往往遵循相同的規律,根據玻爾的氫原子模型,電子的運動可以看成是經典力學描述下的軌道運動。原子中的電子在庫侖引力作用下,繞靜止的原子核做勻速圓周運動。這與天體間運動規律相同,天體運動軌道能量為動能和勢能之和。已知氫原子核中質子帶量為e,核外電子質量為m,帶電量為-e,電子繞核軌道半徑為r,靜電力常量為k。若規定離核無限遠處的電勢能為零,軌道半徑為r處的電勢能為Ep=-ke2r,求電子繞原子核運動的軌道能量,分析并說明電子向距離原子核遠的高軌道躍遷時其能量變化情況。
E
p
=
-
k
e
2
r
【答案】(1)q處的電場強度E的大小;
(2)引力場強度;兩種場的共同點,場強度與距離的平方成反比;
(3)電子繞原子核運動的軌道能量-,電子向距離原子核遠的高軌道躍遷時其能量變大.
k
Q
r
2
(2)引力場強度
GM
r
2
(3)電子繞原子核運動的軌道能量-
k
e
2
2
r
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:95引用:1難度:0.5
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