如圖1是證實玻爾關于原子存在分立能態的一種實驗裝置的原理示意圖．由電子槍A射出的電子，射進一容器B中，其中有氦氣．電子在O點與氦原子發生碰撞后進入速度選擇器C，然后進入檢測裝置D．速度選擇器C由兩個同心的圓弧形電極P₁和P₂組成．當兩極間加以電壓U時，只允許具有確定能量的電子通過，并進入檢測裝置D，由檢測裝置測出電子產生的電流I．改變電壓U，同時測出I的數值，即可確定碰撞后進入速度選擇器的電子的能量分布．為簡單起見，設電子與原子碰撞前，原子是靜止的，原子質量比電子質量大得多，碰撞后，原子雖然稍微被碰動，但忽略這一能量損失，設原子未動，當電子與原子發生了彈性碰撞時，電子改變運動方向，但不損失動能，當發生非彈性碰撞時，電子損失的動能傳給原子，使原子內部的能量增大．
（1）設速度選擇器兩極間的電壓為U（V）時，允許通過的電子的動能為E_k（eV），試求出E_k（eV）與U（V）的函數關系．設通過選擇器的電子的軌道半徑r=20.0cm，電極P₁和P₂的間隔d=1.00cm，兩極間場強的大小處處相等．
（2）當電子槍射出電子的動能E_k0=50.0eV時，改變電壓U（V），測出電流I（A），得到如圖2所示圖線，圖線表示，當電壓U為5.00V，2.88V，2.72V，2.64V時，電流出現峰值．先定性說明圖二表示的物理意義，根據實驗結果求出氦原子三個激發態的能級E_n（eV），設基態的能級E₁=0eV．

如圖所示為美國物理學家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的金屬板間距為d．油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負電．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間．當平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v₁豎直向下勻速運動；當上板帶正電，下板帶負電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好能以速度v₂豎直向上勻速運動．已知油滴在極板間運動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為ρ，已測量出油滴的直徑為D（油滴可看做球體，球體體積公式V=

1

6

πD³），重力加速度為g．
（1）設油滴受到氣體的阻力f=kv，其中k為阻力系數，求k的大��；
（2）求油滴所帶電荷量．

如圖所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機、微波爐、電腦等等．停電時，用歐姆表測得A、B間的電阻為R；供電后，各家電器同時使用時間t共消耗電能W，所產生的熱量設為Q，測得A、B間的電壓為U，進線電流為I，如圖所示，則計算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是
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