高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 1 電子的發(fā)現(xiàn)學案 新人教版選修3-5(2021年最新整理)

1、高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 1 電子的發(fā)現(xiàn)學案 新人教版選修3-5高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 1 電子的發(fā)現(xiàn)學案 新人教版選修3-5 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 1 電子的發(fā)現(xiàn)學案 新人教版選修3-5）的內(nèi)容能夠給您的工作和學習帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為高中物理 第十八章 原

2、子結(jié)構(gòu) 1 電子的發(fā)現(xiàn)學案 新人教版選修3-5的全部內(nèi)容。131電子的發(fā)現(xiàn)學 習 目 標知 識 脈 絡1。知道陰極射線的概念，了解電子的發(fā)現(xiàn)過程（重點）2知道電子是原子的組成部分（重點）3知道電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關系（重點、難點)陰 極 射 線1實驗裝置真空玻璃管、陰極、陽極和感應圈2實驗現(xiàn)象感應圈產(chǎn)生的高電壓加在兩極之間，玻璃管壁上發(fā)出b（a.陰極射線b熒光)3陰極射線熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線命名為陰極射線1陰極射線是由真空玻璃管中的感應圈發(fā)出的（）2陰極射線撞擊玻璃管壁會發(fā)出熒光()3陰極射線在真空中沿直線傳播(）產(chǎn)生陰極射線的玻璃管為什

3、么是真空的？【提示】在高度真空的放電管中，陰極射線中的粒子主要來自陰極，對于真空度不高的放電管，粒子還有可能來自管中的氣體，為了使射線主要來自陰極，一定要把玻璃管抽成真空如圖18。1.1所示，在陰極和陽極之間加上高電壓，陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，射向陽極圖18。1。1探討1：怎樣判定陰極射線是不是電磁輻射？【提示】電磁輻射是電磁波的輻射，若使陰極射線通過電場或磁場，看傳播方向是否受其影響則可判定是不是電磁輻射探討2：根據(jù)帶電粒子在電、磁場中的運動規(guī)律,哪些方法可以判斷運動的帶電粒子所帶電荷的正負?【提示】帶電粒子垂直進入勻強電場時，正負電荷的偏轉(zhuǎn)方向不同,偏轉(zhuǎn)方向與場強方向相同(相反)

4、的粒子帶正(負)電,不帶電者不偏轉(zhuǎn)帶電粒子垂直進入勻強磁場時,做勻速圓周運動,所受的洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則可知其電性1對陰極射線本質(zhì)的認識-兩種觀點（1)電磁波說,代表人物-赫茲，他認為這種射線是一種電磁輻射（2)粒子說,代表人物-湯姆孫,他認為這種射線是一種帶電粒子流2陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法（1)方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場,通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況確定帶電的性質(zhì)(2）方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場,根據(jù)亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)3實驗結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況,判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж撾?如圖18。1.2所示，在陰

5、極射線管正下方平行放置一根通有足夠強直流電流的長直導線，且導線中電流方向水平向右，則陰極射線將會向_偏轉(zhuǎn)圖18.1。2【解析】陰極射線方向水平向右，說明其等效電流的方向水平向左，與導線中的電流方向相反，由左手定則，兩者相互排斥，陰極射線向上偏轉(zhuǎn)【答案】上2如圖18。13是電子射線管示意圖接通電源后,電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向)偏轉(zhuǎn)，可采用加磁場或電場的方法圖18。13若加一磁場，磁場方向沿_方向,若加一電場，電場方向沿_方向【解析】若加磁場，由左手定則可判定其方向應沿y軸正方向;若加電場,根據(jù)受力情況可知其方向應沿z軸正方向【答案】

6、y軸正z軸正注意陰極射線(電子)從電源的負極射出,用左手定則判斷其受力方向時四指的指向和射線的運動方向相反。電 子 的 發(fā) 現(xiàn)1湯姆孫的探究方法及結(jié)論（1）根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定,它的本質(zhì)是帶負電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷(2）換用不同材料的陰極做實驗,所得比荷的數(shù)值都相同，是氫離子比荷的近兩千倍(3)結(jié)論：陰極射線粒子帶負電，其電荷量的大小與氫離子大致相同，而質(zhì)量比氫離子小得多，后來組成陰極射線的粒子被稱為電子2湯姆孫的進一步研究湯姆孫又進一步研究了許多新現(xiàn)象，證明了電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元3電子的電荷量及電荷量子化(1)電子電荷量:1910年前

7、后由密立根通過著名的得出，電子電荷的現(xiàn)代值為e1。6021019_c。(2）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(3）電子的質(zhì)量：me9。109 389 71031 kg,質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比1_836.1陰極射線實際上是高速運動的電子流（）2電子的電荷量是湯姆孫首先精確測定的()3帶電體的電荷量可以是任意值(）湯姆孫怎樣通過實驗確定陰極射線是帶負電的粒子？【提示】湯姆孫通過氣體放電管研究陰極射線的徑跡，未加電場時，射線不偏轉(zhuǎn),施加電場后，射線向偏轉(zhuǎn)電場的正極板方向偏轉(zhuǎn)，由此確定陰極射線是帶負電的粒子如圖18.14所示，為測定電子比荷的實驗裝置，其中m1、m2為兩正對平行金屬板

8、圖18。1。4探討1:電子在兩平行金屬板間的運動軌跡是什么形狀？【提示】拋物線探討2：電子飛出金屬板間后到熒光屏p的過程中的運動軌跡是什么形狀？【提示】一條直線探討3：要使電子在m1、m2之間沿水平方向做直線運動，所加的磁場應為什么方向？【提示】垂直于紙面向外1電子比荷(或電荷量）的測定方法根據(jù)電場、磁場對電子的偏轉(zhuǎn)測量比荷（或電荷量），可按以下方法:(1）讓電子通過正交的電磁場，如圖18。15(甲）所示，讓其做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，即f洛f電（bqvqe）得到電子的運動速度v。甲(2)在其他條件不變的情況下,撤去電場，如圖(乙)所示，保留磁場讓電子在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力，即

9、bqv,根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識求出其半徑r,則由qvbm得.乙圖18。1。52密立根油滴實驗(1）裝置密立根實驗的裝置如圖18.1。6所示圖18.1.6兩塊水平放置的平行金屬板a、b與電源相接,使上板帶正電，下板帶負電油滴從噴霧器噴出后，經(jīng)上面金屬板中間的小孔，落到兩板之間的勻強電場中大多數(shù)油滴在經(jīng)過噴霧器噴嘴時，因摩擦而帶負電，油滴在電場力、重力和空氣阻力的作用下下降觀察者可在強光照射下，借助顯微鏡進行觀察(2）方法兩板間的電勢差、兩板間的距離都可以直接測得,從而確定極板間的電場強度e。但是由于油滴太小，其質(zhì)量很難直接測出密立根通過測量油滴在空氣中下落的終極速度來測量油滴的質(zhì)量沒加電場

10、時，由于空氣的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空氣給油滴的摩擦力而使油滴勻速下落,可測得速度v1.再加一足夠強的電場，使油滴做豎直向上的運動，在油滴以速度v2勻速運動時，油滴所受的靜電力與重力、阻力平衡根據(jù)空氣阻力遵循的規(guī)律,即可求得油滴所帶的電荷量(3）結(jié)論帶電油滴的電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍,從而證實了電荷是量子化的，并求得了其最小值即電子所帶的電荷量e。3關于電荷的電荷量下列說法正確的是（)a電子的電量是由密立根油滴實驗測得的b物體所帶電荷量可以是任意值c物體所帶電荷量最小值為1。61019 cd物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍e電子就是元電荷【解析】密立根的油滴實驗測出了電

11、子的電量為1.61019 c，并提出了電荷量子化的觀點,因而a對,b錯，c對；任何物體的電荷量都是e的整數(shù)倍，故d對e錯【答案】acd4密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性如圖18。1。7所示是密立根油滴實驗的原理示意圖，設小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢差u，當小油滴懸浮不動時,測出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q_.圖18。1。7【解析】由平衡條件得mgq，解得q。【答案】5如圖18.1。8所示為湯姆孫用來測定電子比荷的裝置當極板p和p間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心o點處，形成一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓u后，亮點偏離到o點,o點到o點的豎直距離為

12、d，水平距離可忽略不計；此時在p與p之間的區(qū)域里再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，調(diào)節(jié)磁感應強度，當其大小為b時，亮點重新回到o點已知極板水平方向長度為l1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為l2.圖18。1。8(1）求打在熒光屏o點的電子速度的大?。?)推導出電子比荷的表達式【解析】（1)電子在正交的勻強電場和勻強磁場中做勻速直線運動,有beveee,得v即打到熒光屏o點的電子速度的大小為.（2)由d2可得。【答案】(1）(2)巧妙運用電磁場測定電子比荷（1）當電子在復合場中做勻速直線運動時，qeqvb,可以測出電子速度的大?。?)電子在熒光屏上的落點到屏中心的距離等于電子在電場中

13、的偏轉(zhuǎn)位移與電子出電場到屏之間的傾斜直線運動偏轉(zhuǎn)位移的和學業(yè)分層測評（九) （建議用時：45分鐘） 學業(yè)達標1已知x射線的“光子”不帶電，假設陰極射線像x射線一樣,則下列說法正確的是(）a陰極射線管內(nèi)的高電壓不能夠?qū)ζ浼铀俣黾幽芰縝陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)c陰極射線通過磁場方向一定不會發(fā)生改變d陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場能夠改變方向e陰極射線通過磁場方向可能發(fā)生改變【解析】因為x射線的“光子”不帶電，故電場、磁場對x射線不產(chǎn)生作用力，故選項a、b、c對【答案】abc2湯姆孫通過對陰極射線的探究,最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”,關于電子的說法正確的是()a任何物質(zhì)中均有電子b不同的物

14、質(zhì)中具有不同的電子c不同物質(zhì)中的電子是相同的d電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1 836倍e電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元【解析】湯姆孫對不同材料的陰極發(fā)出的射線進行研究,發(fā)現(xiàn)均為同一種相同的粒子即電子，電子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，它的質(zhì)量遠小于質(zhì)子的質(zhì)量；由此可知a、c、e正確,b、d錯誤【答案】ace3下列說法中正確的是（)a湯姆孫精確地測出了電子電荷量e1.602 177 33（49）1019 cb電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實驗測出的c湯姆孫油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的,即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍 d通過實驗測得電子的比荷及電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量e陰極射線

15、的本質(zhì)是電子【解析】電子的電荷量是密立根通過“油滴實驗”測出的，a、c錯誤，b正確測出比荷的值和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故d正確陰極射線即電子流，e正確【答案】bde4關于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是（)a電子的發(fā)現(xiàn),說明原子是由電子和原子核組成的b電子的發(fā)現(xiàn),說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)c電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的微觀粒子d電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象e電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有一定的結(jié)構(gòu)【解析】發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子有一定的結(jié)構(gòu)，b正確e錯誤；電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一種微觀粒子，c正確；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程d

16、正確【答案】bcd5陰極射線管中的高電壓的作用是_【解析】在陰極射線管中，陰極射線是由陰極處于熾熱狀態(tài)而發(fā)射出的電子流，通過高電壓對電子加速獲得能量，使之與玻璃發(fā)生撞擊而產(chǎn)生熒光【答案】使電子加速6向熒光屏上看去,電子向我們飛來，在偏轉(zhuǎn)線圈中通以如圖18。19所示的電流，電子的偏轉(zhuǎn)方向為_圖18.1。9【解析】根據(jù)安培定則，環(huán)形磁鐵右側(cè)為n極、左側(cè)為s極，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生水平向左的勻強磁場，利用左手定則可知,電子向上偏轉(zhuǎn)【答案】向上7如圖18。1。10所示,讓一束均勻的陰極射線以速率v垂直進入正交的電、磁場中,選擇合適的磁感應強度b和電場強度e,帶電粒子將不發(fā)生偏轉(zhuǎn),然后撤去電場,粒子將做勻速圓周運

17、動，測得其半徑為r，求陰極射線中帶電粒子的比荷圖18110【解析】因為帶電粒子在復合場中時不偏轉(zhuǎn)，所以qeqvb,即v,撤去電場后，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，則qvbm.由此可得。【答案】能力提升8如圖18.1。11所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓u加速后進入相互垂直的勻強電場e和勻強磁場b中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場，則下列說法正確的是（）圖18.1。11a增大電場強度eb增大磁感應強度bc減小加速電壓u，增大電場強度ed適當?shù)丶哟蠹铀匐妷簎e適當?shù)販p小電場強度e【解析】正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域中，受到的電場力fqe，方向向上,受到的洛倫茲

18、力f洛qvb,方向向下，離子向上偏，說明電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，須qeqvb,則可使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓u或增大磁感應強度b，減小電場力的途徑是減小電場強度e。選項b、d、e正確【答案】bde9如圖18.1.12所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖顯像管中有一個陰極，工作時它能發(fā)射陰極射線,熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)下列說法中正確的是（） 【導學號：66390028】圖18。112a如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應該打在熒光屏正中的o點b如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打

19、在熒光屏上a點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應該垂直紙面向里c如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上b點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應該垂直紙面向里d如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由b點向a點移動，則偏轉(zhuǎn)磁場強度應該先由小到大，再由大到小e如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由a點向b點移動,則偏轉(zhuǎn)磁場強度應該先由大到小，再由小到大【解析】偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運動，打在o點，a正確由陰極射線的電性及左手定則可知b錯誤，c正確；由r可知，b越小，r越大，故磁感應強度應先由大變小，再由小變大，故d錯誤e正確【答案】ace10電子所帶電量的精確數(shù)值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測得的他測定了數(shù)千個帶電油滴的電量，發(fā)現(xiàn)這些電量都等于某個最小電量的整數(shù)倍這個最小電量就是電子所帶的電量密立根實驗的原理如圖18.1.3所示，a、b是兩塊平行放置的水平金屬板，