高中物理第十八章 原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案

1、免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：選修 3-5【學(xué)習(xí)目標(biāo)】第十八章 原子結(jié)構(gòu) 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)1 知道陰極射線的概念，了解電子的發(fā)現(xiàn)過程。2 知道電子是原子的組成部分。3 知道電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關(guān)系。重點(diǎn)：電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關(guān)系。難點(diǎn)：陰極射線【自主預(yù)習(xí)】1.1897 年，湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶_的粒子流并求出了這種粒子的_，后來湯姆孫直接測(cè)到了陰極射線粒子的_， 它的電荷量的大小與氫離子大致相同。2 組成陰極射線的粒子被稱為_。電子是_的組成部分，是比原子更基本

2、的物質(zhì)單元。3 電子電荷的精確測(cè)定是在 1910 年前后由_通過著名的_做出的。電子電 荷的值一般取做 e_ c。4 密立根實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是_的，即任何帶電體的電荷只能是 e 的 _。5 質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為 m /m _。p e6. 陰極射線的產(chǎn)生1). 陰極射線由陰極射線管產(chǎn)生2)陰極射線 :在兩極間加有高壓時(shí)，陰極會(huì)發(fā)生一種射線，這種射線稱為陰極射線。 3)陰極射線的特點(diǎn):陰極射線能夠使熒光物質(zhì)發(fā)光。4)對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)：19 世紀(jì)后期的兩種觀點(diǎn)：(1)認(rèn)為是電磁輻射，類似 x 射線；(2)是帶電粒子。7. 2.密立根的“油滴實(shí)驗(yàn)”1910 年密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”

3、精確測(cè)定了電子電荷現(xiàn)代值為e1.602 177 33(49)1019c，有關(guān)計(jì)算中一般使用 e1.61019c。免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：該實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是 e 的整數(shù)倍。由比荷及 e 的數(shù)值確定電子的質(zhì)量為 me9.109 389 71031 質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為 m /m 1 836。p e【典型例題】一、陰極射線的產(chǎn)生【例 1】關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是( )a 陰極射線本質(zhì)是氫原子b 陰極射

4、線本質(zhì)是電磁波c 陰極射線本質(zhì)是電子d 陰極射線本質(zhì)是 x 射線kg。二、電子的發(fā)現(xiàn)【例 2】湯姆孫用來測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1812 所示。 真空管內(nèi)的陰極 k 發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后，穿過 a中心的小孔沿中心軸 o1o 的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板 p 和 p間的區(qū)域。當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心 o 點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓u 后，亮點(diǎn)偏離到 o點(diǎn)(o點(diǎn)與 o 點(diǎn)的豎直間距為 d，水平間距可忽略不計(jì))。此時(shí)，在 p 和 p間的區(qū) 域，再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。調(diào)節(jié)

5、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 b 時(shí)，亮點(diǎn)重新回到 o 點(diǎn)。已知極板水平方向的長 度為 l ，極板間距為 b，極板右端到熒光屏的1距離為 l 。2(1) 求打在熒光屏 o 點(diǎn)的電子速度的大小；(2) 推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式。免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：【課后練習(xí)】1下面對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)正確的是( )a 陰極射線是由陰極發(fā)出的粒子撞擊玻璃管壁上的熒光而產(chǎn)生的b 只要陰陽兩極間加有電壓，就會(huì)有陰極射線產(chǎn)生c 陰極射線可以穿透薄鋁片，這說明它是電磁波d

6、 陰陽兩極間加有高壓時(shí)，電場(chǎng)很強(qiáng)，陰極中的電子受到很強(qiáng)的庫侖力作用而脫離陰極2如果陰極射線像 x 射線一樣，則下列說法正確的是( )a 陰極射線管內(nèi)的高電壓能夠?qū)ζ浼铀俣黾幽芰縝 陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)c 陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)能夠改變方向d 陰極射線通過磁場(chǎng)時(shí)方向可能發(fā)生改變3如圖 101 所示，在陰極射線管正下方平行放一通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，則陰極射線將( )圖 101a 向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)b 向紙外偏轉(zhuǎn)c 向下偏轉(zhuǎn)d 向上偏轉(zhuǎn)4關(guān)于電荷量下列說法錯(cuò)誤的是( ) a物體的帶電荷量可以是任意值 b物體的帶電荷量只能是某些值 c物體的帶電荷量的最小值為 1.61019cd一個(gè)物體帶 1.61

7、09c 的正電荷，這是它失去了 1.01010個(gè)電子的緣故5.如圖 102 所示為示波管中電子槍的原理示意圖，示波管內(nèi)被抽成真空，a 為發(fā)射熱電子的陰極，k 為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速陽極，免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：-453免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：a、k 間電壓為 u，電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從k 的小孔中射出的速度大 小為 v，下面的說法中正確的是( )a如果 a、k 間距離減半而電壓仍為 u 不變，則電子離開 k 時(shí)的速度變?yōu)?2vvb如果 a、k 間距離減

8、半而電壓仍為 u 不變，則電子離開 k 時(shí)的速度變?yōu)?vc如果 a、k 間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 k 時(shí)的速度變?yōu)?d如果 a、k 間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 k 時(shí)的速度變?yōu)?2v6關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是（ ）a 陰極射線的本質(zhì)是氫原子b 陰極射線的本質(zhì)是電磁波c 陰極射線的本質(zhì)是電子d 陰極射線的本質(zhì)是 x 射線7關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，下列說法正確的是（ ）a 陰極射線帶負(fù)電b 陰極射線帶正電c 陰極射線的荷質(zhì)比比氫原子的荷質(zhì)比大d 陰極射線的荷質(zhì)比比氫原子的荷質(zhì)比小8關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)意義，下列說法正確的是（ ）a 測(cè)得了電子的電荷量b 提出了

9、電荷分布的量子化觀點(diǎn)c 為電子質(zhì)量的最終獲得做出了突出貢獻(xiàn)d 為人類進(jìn)一步研究原子的結(jié)構(gòu)提供了一定的理論依據(jù)9一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線ab 時(shí)，發(fā)現(xiàn) 射線徑跡向下偏，則：（ ）a 導(dǎo)線中的電流由 a 流向 bb 導(dǎo)線中的電流由 b 流向 ac 若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變 ab 中的電流方向來實(shí)現(xiàn)d 電子束的徑跡與 ab 中的電流方向無關(guān)10一個(gè)半徑為 1.6410 cm 的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于 1.9210 v/m 的豎直向下的 勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如果油滴受到的庫倫力恰好與重力平衡，則這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子的電荷量？已知油滴的密度為 0.8

10、51103kg/m免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：2b bb11 v21221 11mvb 122 v 21 2mvb121 22212免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：例題答案：1.【答案】c【解析】陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、x 射線都是在研究陰 極射線過程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的。2.u ud 【答案】(1) (2)bb b bl (l l /2)1 2 1【解析】(1)當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，亮點(diǎn)重新回到 中心 o，設(shè)電子的速

11、度為 v，則 evbee，e u得 v ，即 v 。(2)當(dāng)極板間僅有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，電子以速度 v 進(jìn)入后，豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為 aeu。mbl電子在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 。1 el u這樣，電子在電場(chǎng)中，豎直向上偏轉(zhuǎn)的距離為 d at 。2 2mv bel u離開電場(chǎng)時(shí)豎直向上的分速度 v at 。l電子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng) t 時(shí)間到達(dá)熒光屏 t 。t 時(shí)間內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的距離為2eul ld 2vt2 2 。e u l e ud這樣，電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為 dd d l l ，可解得 。mv b m b bl (l l /2)1 2 1課后練習(xí)答案：1.

12、 解析：陰極射線是由陰極直接發(fā)出的，a 錯(cuò)誤；只有當(dāng)兩極間加有高壓且陰極接電源負(fù) 極時(shí)，陰極中的電子才會(huì)受到足夠大的庫侖力作用而脫離陰極成為陰極射線，b 錯(cuò)誤，d 正確； 陰極射線可以穿透薄鋁片，可能是電磁波，也可能是更小的粒子，c 錯(cuò)誤。免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：22免費(fèi)教學(xué)資源，還能幫您賺錢！詳情請(qǐng)登錄 91 導(dǎo)學(xué)網(wǎng)：答案：d2. 解析：x 射線是電磁波，不帶電，通過電場(chǎng)、磁場(chǎng)時(shí)不受力的作用，不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)、加 速，b 正確。答案：b3. 解析：根據(jù)安培定則可知長直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子從負(fù)極射出向右 運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知陰極射線(本質(zhì)是電子流)將向上偏轉(zhuǎn)，故 d 選項(xiàng)正確。答案：d4. 解析：物體所帶的電荷量是量子化的，它只能是電子電荷量 e1.610 故僅 a 選項(xiàng)錯(cuò)