物理电子运动

Ⅰ 物理电子运动速度与电阻的关系

按玻尔理论，

氢原子核外电子的可能轨道是rn=n2r1，r1=0.53×10-10米。根据电子绕核运

动的向心力等于电子与核间的库仑力，可计算电子绕核的速度

v=((ke2)/(mr1))1/2 ，

代入数据得v1=2.2×106米/秒，同理可得电子在第二、第三能级上的运动速度

v2=1.1×106米/秒;v3=0.73×106米/秒
可见电子速度不是恒定的

电阻显然和电子速度无关，从电阻的定义可以看出，他只和材料和自己被加工定性以后的特性有关。

Ⅱ 高中物理之电子在电场中的运动

电子射入竖直的匀强电场，不计重力，所以在竖直面上做匀速直线运动电场对电子有一个水平向右的力 t=0.4/v=10^（-5）s
水平方向上Vx=at=（qu/md）*t=1.6*10^（-2）m=0.016m 小于0.02m
所以在保持电压不变的情况下能射出电场 偏转距离为0.016m

Ⅲ 就是高中物理，电子在电场中的运动~~~~

在高考物理试题中，多次出现带电粒子在电场中运动的一类项目类型，如88年全国、97全国、97上海、93全国等。纵观这类题目，题中所涉及的物理情景基本相同，但高考命题专家往往拟定不同的题没条件，从不同的角度提出问题，从而多角度、多层次对学生的基础知识和基本技能进行考查，因而这类题目有较高的区分度，是拉开分数的好题。
这类问题涉及力学和电场知识的综合运用，但实际上仍是一个力学问题（力是电场力）因而，解答这类题目仍要从受力分析（力的大小、方向及其变化特点）和运动规律入手，以力学的基本定律定性，定量地去分析讨论并综合运用各种方法和技巧。
借助图像，直观展示
物理图象是表达物理过程规律的基本方法之一，用图象反映物理过程规律具有直观，形象，简捷，明了的特点，带电粒子在交变电场中的运动，受电场力的作用，其加速度，速度均作周期性变化。借助图象来描述它在电场中的运动情况，可以直观展示物理过程，从而得到启迪，快捷地分析求解。
例子：（1993年全国）
如图，A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔的连线与金属板面相垂直，两极板的距离为L，两极板间加上低频交流电时，A板电势为O，B板电势u=u0cosωt现有一电子在t=0时穿过A板的小孔射入电场，设初速度和重力的影响可忽视不计。则电子在两极间可能：
A：以AB间的某点为平衡置来回振动。
B：时而向B板运动，时而向A板运动，但最后穿出B板。
C：一直向B板运动，最后穿出B板，如果ω小于某个值ω0 、
L小于某个值L0 。
D：一直向B板运动，最后穿出B板而不论ω、L为何值。
[分析与解]根据两极板间电压变化规律及电子的初状态,可作出电子左交变电场中的a-t、v-t图像。

从图像可知，在前半周期电子向B板做变加速运动，后半周期返回向A板做变加速直线运动，最后回到初位置，显然，考虑实际情况，如果两极板距离L大于电子在半周期内通过的距离Xm(L>Xm)电子将以A板B板小孔连线上速度最大处为平衡位置往复运动，如果两极板距离刚好等于半周期内通过的距离（L=Xm）则刚好在A、B小孔连线上往复运动，此时两板距离是保证电子往复振动的最小距离Lo，对应的交流电的频率为最小频率Wo（周期为最大周期To），因为交流电的频率ω小于ωo（ω<ωo）周期T大于To（T>To）则电子在电场中运动的时间必小于半周期，电子在达到B板小孔处的速度必不为0，电子将穿出B板，同理如果ω=ωo，L<Lo或ω=ωo，L<Lo电子在电场中运动的时间也均小于半周期，电子将穿出B板。综上分析A、C正确
运用近似方法，建立理想模型，化难为易。
物理题都和一定的理想模型（状态、过程、结构模型等）相连系，建立正确反映事物特征的理想模型，是运用基本概念、规律求解的必要前提。对于某些实际的物理过程，可根据题设条件，运用近似的方法，突出主要矛盾淡化次要因素，粗略地描述反映事物基本特征，这有助于迅速、准确定出解题方向和策略，使问题得到迅捷解决。
（1984年高考试题）在真空中速度为V=6.4×10m/s的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度L=8×10m, 间距为d=5.0×10 的中线通过，如图，在两极板上加上50Hz的交变电压U=U0sinωt ，如果所加电压的最大值超过某一值Uc时，将开始出现以下现象，电子束有时能通过两极板，有时间断不能通过，求 UC 的大小。
[分析与解]这道题也是带电粒子初速度方向与电场
方向垂直的问题，乍一看，电子运动过程繁杂，一
时难以理顺思路，但仔细分析，电子通过平行板所
需时间t=L/V=1.25×10 –9s交流电压的周期 T=f-1 =2.0×10-2 s
可见t＜＜T ，这说明交变电压虽周期性变化，但对高速的通
过平行板的电子束而言，电压大小的变化是次要的，可以不考虑。因此，电子束通过平行板时，极板间的电压和电场可以看作恒定不变的，此时电子束通过的电场是恒定的匀强电场。设电子刚好通过平行板的电压为 UC 电子经过平行板的时间为t，则
t=L/V, d/2=at2/2, a=eUc/(md), 可得UC=mV2d2/(eL2)=91v。
运用运动独立原理，所分运动过程，化繁为简。
对一个复杂的运动，为研究方便可以把它看成是由几个比较简单的运动过程组合而成的，。对每个过程的运动又可从不同方向来分析讨论, 各个过程的运动，各个方向的运动是独立的，互相不影响，却又有相联系的物理量。应用这一分运动的原理可以简捷地分析解决某些带电粒子在交变电场中运动的问题。
例2：（1997年全国考试题）
如图：真空中电极K发出的电子（初速度不计）经过Uo=103V的加速电场后由小孔S沿两水平金属板A、B的中心线射入.A、B板长L=0.2米，相距d=0.020米，加在A、B板间的电压U随时间t变化的u-t图线如图所示，设A、B间的电场可看作是均匀的且两板外无电场，在每个电子通过电场区域的极短时间内电场是恒定的，两板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极板右端距离b=0.15米，筒绕其竖直轴转动，周期T=0.20秒，筒的周长S=0.20米，筒能接收到通过A、B板的全部电子.
⑴以t=0时电子打到圆筒记录纸上的点为作为xy坐标原点,并取y轴竖直向上,试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标(不计重力作用)
⑵在给出的坐标纸上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。

0

[分析与解]此题的运过程较繁，是一道易错的题目，从电子的运动看分为三个阶段，在Uo形成的电场中作匀加速直线运动，在形成的电场中作类平抛运动，然后作匀速直线运动打到记录纸上，对圆筒来看是作匀速转动。
设电子到达AB板中心线时沿中心线的速度为Vo，是加速电场U0做功使期获得的，有
mV02/2=U0q 。电子在中心线方向的运动是匀速运动，设电子穿过AB板的运动时间为to则L=V0t0，电子在垂直AB方向的运动为匀加速直线运动，对恰好过AB板的电子，在它通过时加在两板间的电压Uc应满足d/2=eUct02/(md) 。从而可解得Uc=2d2U0/L2=20 伏，此电子从AB板射出时沿y方向的分速度Vy=eUct0/(md) 此后电子做匀速直线运动，它打在记录纸上的点最高，设纵坐标为y由如下图。有（y－d/2）/b=vVy/V0
得y=bd/L+d/2=2.5cm
由u-t可知，加在两板间的电压u的周期To=0.10秒u的最大值Um=100伏，因为Uc<Um，在一个周期T0内只有开始的一段时间间隔Δt 内有电子通过A、B板。
因为打在记录纸上的最高点不止一个，根据题中善于坐标原点与起始记录时刻的规定的可知：
第一个最高点的X坐标为 x1 =（S/T） t=2cm
第二个最高点的X坐标为 x2=（S/T）（T0+t）=12cm
第三个最高点的X坐标为 x3=（S/T）（2T0+t）=22cm
由于记录筒的圆长为20m，所以第三个最高点与第一个最高点重合即电子打到记录纸上的最高点只有两个，它们的坐标分别为（2cm、2.5cm）和(12cm,2.5cm)如图：

小结：此类题型一般集多种运动方式，如匀速直线运动，匀加速直线运动，平抛，转动。综合多种知识和技巧，如电场知识，运动知识，隐含条件，临界条件，周期性计算等相关直知识。遇到这类题型一般采取各个击破，充分注意各个环节，就能快速有效地解决。

Ⅳ 一个有趣的物理现象（电子 运动 磁场）

显然是存在的，有一个例子：同向电流互相吸引。相对于电流里的电荷来说，他们是相对静止的，但是依然受到了安培力的作用，说明这空间里存在磁场。

Ⅳ 原子核外电子的运动属于物理还是化学

其实电子并不是真的想地球绕着太阳一样在绕着原子核转动。
每一个原子核也没有自己专属的电子，电子是呈现一片概率云状态，因为量子效应，它可以突然出现在这里，下一个时刻突然出现在那里。“这里”和“那里”可以是宇宙的两端。
但它最大的概率是出现在原子核周围，极小的概率出现在其他地方。
为方便讨论，才认为电子是绕着原子核运动

Ⅵ 物理本质上是电子的运动形成电流，但为什么可以在理论上看成是正电荷的运动形成电流呢

电流的方向是由人为规定的，由正电荷的定向移动规定为电流的正方向。金属导体的导电性靠的是里面的自由电子。实质上金属导体的导电性是电子在移动，由于电子带负电，正电荷就相对于负电荷来说向相反的方向一定，比如：电子在导体中向右移动，正电荷就相对向左移动，国际规定以正电荷的移动方向为正方向，所以电流就是向左了。

Ⅶ 物理接触带电，电子的运动方向为什么不同

楼上回答有道理,但不能解释你提出的问题
应该是:物体都有正负电荷组成,但金属对自己电子的束缚能力较弱,很容易被抢走.而非金属则对自己的电子束缚比较紧,不会轻易被抢走,反而经常去抢别人的.所以才出现你说的移动方向不同.
更为本质的原因在于原子核外电子层数及最外层电子数等,这还可以参考化学中的金属活动性表及非金属性排列顺序等,如F是非金属性最强的,所有其他物质遇到氟,都会被抢走电子.而金属性最强的钫,最易被人抢走电子

Ⅷ 电子运动的速度有多快

一、阴极射线的速度
高中物理第三册（选修本），在《磁场》一章中提到阴极射线是由带负
电的微粒组成，即阴极射张就是电子流．让这些电子流垂直进入互相垂直的
匀强电场和匀强磁场中，改变电场强度或磁感应强度的大小，使这些带负电
微粒运动方向不变，这时电场力eE恰好等于磁场力eBv，即eE=eBv，从而得出
电子运动速度v=E/B。1894年汤姆逊利用此方法测得阴极射线的速度是光速的1/1500，约2×105米/秒．

二、电子绕核运动速度
高中物理第二册，在原子核式结构的发现中，提到电子没有被原子核吸
到核上，是因为它以很大的速度绕核运动，这个速度有多大呢？按玻尔理论，
氢原子核外电子的可能轨道是rn=n2r1，r1=0.53×10-10米。根据电子绕核运
动的向心力等于电子与核间的库仑力，可计算电子绕核的速度

v=((ke2)/(mr1))1/2 ，

代入数据得v1=2.2×106米/秒，同理可得电子在第二、第三能级上的运动速度

v2=1.1×106米/秒;v3=0.73×106米/秒．从以上数字可知，电子离核越运其速度越小．

三、光电子速度
在光的照射下从物体发出电子的现象叫做光电效应．发射出来的电子叫光电子，光电子的速度有多大呢？由爱因期坦光电效应方程mv2/2=hυ-W，可以计算出电子逸出的最大速度，如铯的逸出功是3.0×10-19焦，用波长是0。5890微米的黄光照射铯，光电效应方程与υ=c/λ
联立可求出电子从铯表面飞出的最大初速度vm=((2/m)·((ch/λ)-W))1/2，代数字得vm=2.9×105米/秒．如果用波长更短的光照射铯，电子飞出铯表面的速度还会更大．从而得知，不同的光照射不同的物质，发生光电效应时电子飞出的最大速度也不同．

四、金属导体中自由电子热运动的平均速率
因为自由电子可以在金属晶格间自由地做无规则热运动，与容器中的气体分子很相似，所以这些自由电子也称为电子气．根据气体分子运动论，电子热运动
_
的平均速率v=((8kT)/(πm))1/2，式中k是玻耳兹常数，其值为1.38×10-23焦/开，m是电子质量，大小为0.91×10-30千克，T是热力学温度，设t=27℃，则T=300K，
_
代入以上公式可得v=1.08×105米/秒．

五、金属导体中自由电子的定向移电速率
设铜导线单位体积内的自由电子数为n，电子定向移动为v，每个电子带电量为e，导线横截面积为S．则时间t内通过导线横截面的自由电子数N=nvtS，其总电量Q=Ne=nvtSe．根据I=Q/t得v=I/neS，代入数字可得v=7.4×10-5米/秒，即0.74毫米/秒．

从以上数据可知，自由电子在导体中定向移动速率（约10-4米/秒）比自由电子热运动的平均速率（约10105米／秒）少约1/109倍．这说明电流是导体中

所有自由电子以很小的速度运动所形成的．这是为什么呢？金属导体中自由电

子定向移动速度虽然很小，但是它是叠加在巨大的电子热运动速率之上的．正

象声速很小，如将声音转换成音频信号载在高频电磁波上，其向外传播的速度

等于光速（c=3×108米/秒）．电流的传导速率（等于电场传播速率）却是很大的（等于光速）．

六、自由电子在交流电路中的运动速率
当金属中有电场时，每个自由电子都将受到电场力的作用，使电子沿着与场强相反的方向相对于晶格做加速的定向运动．这个加速定向运动是叠加在自

由电子杂乱的热运动之上的．对某个电子来说，叠加运动的方向是很难确定的．

但对大量自由电子来说，叠加运动的定向平均速度方向是沿着电场的反方向．

电场大小变化或电场方向改变，其平均速度大小和方向都变化．对50赫的交流

电而言，可推导出自由电子的定向速度v=-(eεmτ/m)sin(t-ψ)，τ为自由电

子晶格碰撞时间，其数量级为10-14秒．所受到的合力

F=-2eεmsin(ψ/2)cos(ωt-ψ/2)，

即电子所受的力满足F=-kx．这说明自由电子在交流电路中是做简谐运动．其电

子定向运动的最大速率为：

vm=eεmτ/m≈10-4米/秒，振幅约为10-6米．

七、打在电视荧光屏上的电子速度

高中物理第二册《电场》一章中提到示波管知识，其实电视机与示波管的

基本原理是相同的，故电子在电视荧光屏上的速度，也可根据带电粒子在匀强

电场中的运动规律mv2=eU求出．以黄河47cm彩电为例，其加速电压按120伏计算，

电子打在荧光屏上的速度v=(2eU/m)1/2，代入数字得v=6.5×106米/秒．

八、打在对阴极上的电子速度

高中物理第二册第236页，在讲授伦琴射线产生时说：“炽热钨丝发出的电

子在电场的作用下以很大的速度射到对阴极上．”设伦琴射线管阴阳两极接高压

为10万伏，则电子在电场力作用下做加速运动，求其速度用mv2=eU公式显然是不

行的．因为电子质量随其速度增大而增大，故需用相对论质量公式代入上式求出，

即

mv2/(2×(1-v1/2/c1/2)1/2)
代入数字得v=6.5×106米/秒．
九、射线的速度

高中物理第二册天然放射性元素一节中说到，研究β射线在电场和磁场中

的偏转情况，证明了β射线是高速运动的电子流。β射线的贯穿本领很强，很

容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板．那么β射线的速度有多大呢？法

国物理学家贝克勒耳在1990年研究β粒子时的方法，大体上同汤姆逊在1897年

研究阴极射线粒子的过程相同．通过把β射线引入互相垂直的电场和磁场，贝

克勒耳测算出了β粒子的速率接近光速（c=3×108米/秒）

十、正负电子对撞的速度

高中物理第三册（选修）第239页说到：“我国1989年初投入运行的第一台

高能粒子器---北京正负电子对撞机，能使电子束流的能量达到28+28亿电子伏．”

那么正负电子相撞的速度有多大呢？根据E=m0v2/(2×(1-v1/2/c1/2)1/2)即可求出

V=2.98×108米/秒．可见其速度之大接近光速（光速取3×108米/秒）．

十一、轰击质子的电子速度

高中物理第三册P236提到“为了探索质子的内部结构，使用了200亿电子伏

的电子去轰击质子．”这样的高能电子是利用回旋加速器得来的．电子的速度同

样可用

E=m0v2/(2×(1-v1/2/c1/2)1/2)

来计算，代入数字得2.999×108米/秒，此速度极接近光速．

通过以上讨论可知，在各种不同情况电子的速度大小各异，但电子运动的速

率永远不能等于光速，更不能大于光速，只可能接近光速．1901年德国物理学爱

考夫曼用镭放射出的β射线进行实验时，发现了电子质量随速度变化而变化的现

象，当电子速度接近光速时其质量急剧增加．1905年爱因斯坦发表了狭义相对论，

他提出：物体的质量不是固定不变的，它随物体运动速度的增大而增大．当物体

运动速度 （c为光速）时，其运动质量为静止质量的1.7倍，当物体运动速度

v=0.8c时，其运动质量为静止质量的3.1倍．28亿电子伏的电子其运动质量是静止

质量的8.77倍．200亿电子伏的电子其运动质量是静止质量的1224倍．

Ⅸ 物理 电子为什么么会沿着电场反方向运动

电场的方向规定为由正电荷到负电荷,电子带负电,由于异性相吸它会朝正电荷方向运动,即向电场的负方向运动.