高中物理第十八章原子结构1电子的发现学案新人教版选修3_5

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1、1　电子的发现1．阴极射线(1)气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电。平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果。在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到辉光放电现象。(2)产生：在研究低于0.1Pa气压以下气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线命名为阴极射线。(3)阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光。【例1】关于空气导电性能，下列说法正确的是(　　)A．空气导电，因为空气分子中有的带正

2、电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果B．空气能够导电，是因为空气分子在射线或强电场作用下电离的结果C．空气密度越大，导电性能越好D．空气越稀薄，越容易发出辉光解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，因而电离后的自由电荷在稀薄气体环境中导电性能更好，综上所述，正确答案为B、D。答

3、案：BD2．电子(1)电子：从阴极射线管中射出的粒子称为电子。注意：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质微粒。(2)电子的电荷和质量①电子的电荷量：e＝1.6×10－19C；②电子的质量：me＝9.1×10－31kg；③电子的比荷：e/me＝1011C/kg。(3)密立根油滴实验①美国物理学家密立根在1910年通过著名的油滴实验精确测定了电子的电荷量。②密立根实验的重要意义：发现电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。【例2】电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验得到的。

4、他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电。从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止处的电场强度是1.92×103N/C，油滴半径是1.64×10－4cm。油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电荷量。这个电荷量是电子电荷量的多少倍？解析：小油

5、滴质量m＝ρV＝ρ·πr3由题意知mg＝qE由以上两式可得q＝代入数值得q＝8.02×10－19C＝＝5，即小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的5倍。答案：q＝8.02×10－19C　5倍3．阴极射线电性的判定判断粒子带电正负的办法是可以让粒子以一定的初速度垂直电场线射入电场中，向正极偏转的粒子带负电；也可以让粒子以一定的初速度垂直于磁感线方向射入匀强磁场，可以根据粒子的偏转方向，用左手定则判断粒子带电性质。【例3】如图所示，一支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

6、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中的电流方向无关解析：电子向右运动，受到的洛伦兹力向下，根据左手定则知，在AB上方有垂直纸面向里的磁场，再根据右手螺旋定则判断电流方向由B→A。故B、C选项正确。答案：BC4．测阴极射线微粒的比荷(1)实验装置如图所示。(2)原理与方法：质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以速度v垂直进入D1D2间的匀强电场E，仅受电场力作用偏转到P2点，做类平抛运动。在

7、垂直电场方向加一垂直纸面向外的匀强磁场B，使粒子不发生偏转，沿直线运动到P1点，则有：v＝①当撤去电场，只留磁场时，粒子在D1、D2间的磁场中形成一个半径为r的圆弧，出磁场后落在P3点，则粒子满足：qvB＝②联立①②两式得＝③③式即为求阴极射线比荷的关系式，其中E由两极板间电压和极板间距求出。B由形成磁场的电流求出。r由射线打在屏上P3点的位置算出。【例4】如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。当极板P和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点

8、，O′点到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2。(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式。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点，设电子的速度为v，则evB＝eE