正确率19.999999999999996%氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时()
A
A.氢原子的能量减小,电子的动能增加
B.氢原子的能量增加,电子的动能增加
C.氢原子的能量减小,电子的动能减小
D.氢原子的能量增加,电子的动能减小
4、['静电力做功与电势能的关系', '电场强度的表达式和单位']正确率80.0%下列各量中,与检验电荷无关的物理量是$${{(}{)}}$$
A.电场力
B.电场强度
C.电势能
D.电场力做的功
5、['静电力做功与电势能的关系']正确率80.0%在点电荷$${{Q}}$$形成的电场中有一点$${{A}}$$,当一个$${{−}{q}}$$的试探电荷从无限远处被移到$${{A}}$$点时,电场力做的功为$${{W}}$$,则试探电荷在$${{A}}$$点的电势能及$${{A}}$$点的电势分别为$${{(}{)}}$$
A.$$E p_{A}=-W$$,$$\varphi_{A}=\frac{W} {q}$$
B.$${{E}{{p}_{A}}{=}{W}}$$,$$\varphi_{A}=-\frac{W} {q}$$
C.$${{E}{{p}_{A}}{=}{W}}$$,$$\varphi_{A}=\frac{W} {q}$$
D.$$E p_{A}=-W$$,$$\varphi_{A}=-\frac{W} {q}$$
6、['静电力做功与电势能的关系', '电场线的概念及特点']正确率60.0%在匀强电场中,沿某一电场线上移动电荷,电场力对电荷做负功时,电荷的移动方向是()
C
A.一定沿电场线方向
B.一定沿电场线相反的方向
C.如果移动的是正电荷,一定沿电场线相反的方向
D.如果移动的是负电荷,一定沿电场线相反的方向
2、氢原子电子跃迁问题解析:
当电子从外层轨道跃迁到内层轨道时:
1. 氢原子能量变化:能级公式为 $$E_n = -\frac{13.6\,\text{eV}}{n^2}$$,主量子数 $$n$$ 减小,能量 $$E_n$$ 减小(负值绝对值增大)。
2. 电子动能变化:由库仑力提供向心力,$$\frac{ke^2}{r^2} = \frac{mv^2}{r}$$,动能 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{ke^2}{2r}$$。轨道半径 $$r$$ 减小,动能 $$E_k$$ 增大。
综上,氢原子能量减小,电子动能增加,正确答案为 A。
4、与检验电荷无关的物理量解析:
1. 电场力:$$F = qE$$,依赖检验电荷 $$q$$。
2. 电场强度:$$E$$ 是电场本身属性,与 $$q$$ 无关。
3. 电势能:$$E_p = q\varphi$$,依赖 $$q$$。
4. 电场力做功:$$W = q\Delta\varphi$$,依赖 $$q$$。
只有电场强度与检验电荷无关,正确答案为 B。
5、电势能与电势解析:
1. 电势能定义:试探电荷从无限远移到 $$A$$ 点,电场力做功 $$W$$ 等于电势能减少量,即 $$E_{pA} - 0 = -W$$,故 $$E_{pA} = -W$$。
2. 电势计算:$$\varphi_A = \frac{E_{pA}}{-q} = \frac{-W}{-q} = \frac{W}{q}$$(注意负电荷符号)。
正确答案为 A。
6、电场力做负功的电荷移动方向解析:
1. 电场力做功公式:$$W = qEd\cos\theta$$,做负功时 $$qEd\cos\theta < 0$$。
2. 正电荷情况($$q > 0$$):需 $$\cos\theta < 0$$,即移动方向与电场线方向相反($$\theta = 180^\circ$$)。
3. 负电荷情况($$q < 0$$):需 $$\cos\theta > 0$$,即移动方向与电场线方向相同。
选项 C 正确描述正电荷情况,但未涵盖负电荷;选项 D 错误;最严谨的是 C(题目限定单选)。
注:若允许多选,需补充负电荷分析,但根据选项设计,选择 C。