高中物理第十八章 原子结构第1节电子的发现导学案

1、免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：选修 3-5【学习目标】第十八章 原子结构 18.1 电子的发现1 知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程。2 知道电子是原子的组成部分。3 知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。重点：电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。难点：阴极射线【自主预习】1.1897 年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带_的粒子流并求出了这种粒子的_，后来汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的_， 它的电荷量的大小与氢离子大致相同。2 组成阴极射线的粒子被称为_。电子是_的组成部分，是比原子更基本

2、的物质单元。3 电子电荷的精确测定是在 1910 年前后由_通过著名的_做出的。电子电 荷的值一般取做 e_ c。4 密立根实验更重要的发现是：电荷是_的，即任何带电体的电荷只能是 e 的 _。5 质子质量与电子质量的比值为 m /m _。p e6. 阴极射线的产生1). 阴极射线由阴极射线管产生2)阴极射线 :在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线，这种射线称为阴极射线。 3)阴极射线的特点:阴极射线能够使荧光物质发光。4)对阴极射线的本质的认识：19 世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，类似 x 射线；(2)是带电粒子。7. 2.密立根的“油滴实验”1910 年密立根通过“油滴实验”

3、精确测定了电子电荷现代值为e1.602 177 33(49)1019c，有关计算中一般使用 e1.61019c。免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：该实验还发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是 e 的整数倍。由比荷及 e 的数值确定电子的质量为 me9.109 389 71031 质子质量与电子质量的比值为 m /m 1 836。p e【典型例题】一、阴极射线的产生【例 1】关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )a 阴极射线本质是氢原子b 阴极射

4、线本质是电磁波c 阴极射线本质是电子d 阴极射线本质是 x 射线kg。二、电子的发现【例 2】汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图 1812 所示。 真空管内的阴极 k 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过 a中心的小孔沿中心轴 o1o 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板 p 和 p间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心 o 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压u 后，亮点偏离到 o点(o点与 o 点的竖直间距为 d，水平间距可忽略不计)。此时，在 p 和 p间的区 域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节

5、磁场的强弱，当磁感应强度的大小为 b 时，亮点重新回到 o 点。已知极板水平方向的长 度为 l ，极板间距为 b，极板右端到荧光屏的1距离为 l 。2(1) 求打在荧光屏 o 点的电子速度的大小；(2) 推导出电子的比荷的表达式。免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：【课后练习】1下面对阴极射线的认识正确的是( )a 阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的b 只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生c 阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波d

6、 阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极2如果阴极射线像 x 射线一样，则下列说法正确的是( )a 阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量b 阴极射线通过偏转电场不会发生偏转c 阴极射线通过偏转电场能够改变方向d 阴极射线通过磁场时方向可能发生改变3如图 101 所示，在阴极射线管正下方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )图 101a 向纸内偏转b 向纸外偏转c 向下偏转d 向上偏转4关于电荷量下列说法错误的是( ) a物体的带电荷量可以是任意值 b物体的带电荷量只能是某些值 c物体的带电荷量的最小值为 1.61019cd一个物体带 1.61

7、09c 的正电荷，这是它失去了 1.01010个电子的缘故5.如图 102 所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，a 为发射热电子的阴极，k 为接在高电势点的加速阳极，免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：-453免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：a、k 间电压为 u，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从k 的小孔中射出的速度大 小为 v，下面的说法中正确的是( )a如果 a、k 间距离减半而电压仍为 u 不变，则电子离开 k 时的速度变为 2vvb如果 a、k 间距离减

8、半而电压仍为 u 不变，则电子离开 k 时的速度变为2vc如果 a、k 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 k 时的速度变为2d如果 a、k 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 k 时的速度变为22v6关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）a 阴极射线的本质是氢原子b 阴极射线的本质是电磁波c 阴极射线的本质是电子d 阴极射线的本质是 x 射线7关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（ ）a 阴极射线带负电b 阴极射线带正电c 阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比大d 阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比小8关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（ ）a 测得了电子的电荷量b 提出了

9、电荷分布的量子化观点c 为电子质量的最终获得做出了突出贡献d 为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据9一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线ab 时，发现 射线径迹向下偏，则：（ ）a 导线中的电流由 a 流向 bb 导线中的电流由 b 流向 ac 若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变 ab 中的电流方向来实现d 电子束的径迹与 ab 中的电流方向无关10一个半径为 1.6410 cm 的带负电的油滴，在电场强度等于 1.9210 v/m 的竖直向下的 匀强电场中，如果油滴受到的库伦力恰好与重力平衡，则这个油滴带有几个电子的电荷量？已知油滴的密度为 0.8

10、51103kg/m免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：2b bb11 v21221 11mvb 122 v 21 2mvb121 22212免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：例题答案：1.【答案】c【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、x 射线都是在研究阴 极射线过程中的一些假设，是错误的。2.u ud 【答案】(1) (2)bb b bl (l l /2)1 2 1【解析】(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到 中心 o，设电子的速

11、度为 v，则 evbee，e u得 v ，即 v 。(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度 v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为 aeu。mbl电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间 t 。1 el u这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 d at 。2 2mv bel u离开电场时竖直向上的分速度 v at 。l电子离开电场后做匀速直线运动，经 t 时间到达荧光屏 t 。t 时间内向上运动的距离为2eul ld 2vt2 2 。e u l e ud这样，电子向上的总偏转距离为 dd d l l ，可解得 。mv b m b bl (l l /2)1 2 1课后练习答案：1.

12、 解析：阴极射线是由阴极直接发出的，a 错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负 极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，b 错误，d 正确； 阴极射线可以穿透薄铝片，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，c 错误。免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：22免费教学资源，还能帮您赚钱！详情请登录 91 导学网：答案：d2. 解析：x 射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加 速，b 正确。答案：b3. 解析：根据安培定则可知长直导线下方的磁场方向垂直纸面向外，电子从负极射出向右 运动，由左手定则可知阴极射线(本质是电子流)将向上偏转，故 d 选项正确。答案：d4. 解析：物体所带的电荷量是量子化的，它只能是电子电荷量 e1.610 故仅 a 选项错