PAGEPAGE7第十八章原子結構第1節(jié)電子的發(fā)現1．陰極射線(1)演示實驗：如圖1所示，真空玻璃管中K是金屬板制成的______，接在感應線圈的______上；金屬環(huán)制成的______A，接感應線圈的______，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮度的變化．圖1(2)實驗現象：德國物理學家普呂克爾在類似的實驗中看到了玻璃壁上淡淡的______及管中物體在玻璃壁上的____．(3)實驗分析：熒光的實質是由于玻璃受到______發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，并把這種射線被命名為__________．2．電子的發(fā)現(1)湯姆孫對陰極射線的探究①讓陰極射線分別通過電場和磁場，根據______現象，證明它是________的粒子流并求出了其比荷．②換用不同材料的陰極做實驗，所得粒子的____________相同，是氫離子比荷的近兩千倍．③結論：粒子帶______，其電荷量的大小與________大致相同，而質量________氫離子的質量，后來，組成陰極射線的粒子被稱為________．(2)湯姆孫的深入探究①湯姆孫研究的新現象，如__________、熱離子發(fā)射效應和β射線等．發(fā)現，不論__________、β射線、________還是熱離子流，它們都包含______．②結論：不論是正離子的轟擊、紫外光的照射、金屬受熱還是放射性物質的自發(fā)輻射，都能發(fā)射同樣的帶電粒子——______.由此可見，______是原子的組成部分，是比原子更______的物質單元．(3)電子的電量與電荷量子化①電子電荷可根據密立根油滴實驗測定，數值為：e＝______________.②帶電體所帶電荷量具有________的特點，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的________，即q＝ne(n是整數)．3．電子的電量與電荷量子化①電子電荷可根據密立根油滴實驗測定，數值為：e＝__________________.②帶電體所帶電荷量是__________的，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的________，即q＝ne(n是整數)．【概念規(guī)律練】知識點一陰極射線1．關于陰極射線的下列說法中正確的是()A．陰極射線是高速質子流B．陰極射線可以用人眼直接觀察到C．陰極射線是高速電子流D．陰極射線是電磁波2．如圖2所示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(沿z軸負方向)偏轉，則下列措施中可采用的是()圖2A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C．加一電場，電場方向沿z軸負方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向知識點二電子的發(fā)現3．關于電子的發(fā)現，下列說法中正確的是()A．電子是由德國物理學家普呂克爾發(fā)現的B．電子是由德國物理學家戈德斯坦發(fā)現的C．電子是由法國物理學家安培發(fā)現的D．電子是由英國物理學家湯姆孫發(fā)現的4．關于電子，下列說法中正確的是()A．發(fā)現電子是從研究陰極射線開始的B．任何物質中均有電子，它是原子的組成部分C．發(fā)現電子的意義是：使人們認識到原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也具有復雜的結構D．電子是帶正電的，它在電場中受到的電場力方向與電場線的切線方向相同5．關于湯姆孫發(fā)現電子的下列說法中正確的是()A．戈德斯坦是第一個測出陰極射線比荷的人B．湯姆孫直接測出了陰極射線的質量C．湯姆孫發(fā)現，用不同材料的陰極和不同的氣體做實驗，陰極射線的比荷是不同的D．湯姆孫由實驗得到的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍【方法技巧練】帶電粒子比荷的測定方法6．帶電粒子的比荷eq\f(q,m)是一個重要的物理量．某中學物理興趣小組設計了一個實驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的比荷，實驗裝置如圖3所示．圖3(1)他們的主要實驗步驟如下：A．首先在兩極板M1、M2之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電子束從兩極板中央通過，在熒屏的正中心處觀察到一個亮點；B．在M1、M2兩極板間加合適的電場，加極性如圖所示的電壓，并逐步調節(jié)增大電壓，使熒屏上的亮點逐漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓U.請問本步驟的目的是什么？C．保持步驟B中的電壓U不變，對M1、M2區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場B，使熒屏正中心處重現亮點，試問外加磁場的方向如何？(2)根據上述實驗步驟，同學們正確地推算出電子的比荷與外加電場、磁場及其他相關量的關系為eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2L2).一位同學說，這表明電子的比荷大小由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的比荷越大，你認為他的說法正確嗎？為什么？圖47．如圖4所示，質量為m的帶負電的油滴，靜止于水平放置的帶電平行金屬板間，設油滴的密度為ρ，空氣密度為ρ′，試求：兩板間場強最大值Em的表達式．1．關于陰極射線，下列說法正確的是()A．陰極射線就是稀薄氣體導電時的輝光放電現象B．陰極射線是在真空管內由正極放出的電子流C．陰極射線是由德國物理學家戈德斯坦命名的D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小2．關于電荷量，下列說法正確的是()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1.6×10－19CD．一個物體帶1.6×10－9C的正電荷，這是它失去了1010個電子的緣故3．1897年英國物理學家湯姆孫發(fā)現了電子并被稱為“電子之父”，下列關于電子的說法正確的是()A．湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結論，并求出了陰極射線的比荷B．湯姆孫通過對光電效應的研究，發(fā)現了電子C．電子的質量無法測定D．湯姆孫通過對不同材料的陰極發(fā)出的射線做研究，并研究光電效應等現象，說明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質單元4．關于電荷量，下列說法錯誤的是()A．電子的電荷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1.6×10－19CD．物體所帶的電荷量都是元電荷的整數倍圖55．陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖5所示．若要使射線向上偏轉，所加磁場的方向應為()A．平行于紙面向左 B．平行于紙面向上C．垂直于紙面向外 D．垂直于紙面向里6．下列說法中，正確的是()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．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)現是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數倍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量圖67．如圖6所示，在平行板兩極間接上電壓為400V的恒壓電源，在平行板的中間有A、B兩個小孔，一個電子以300eV的動能從A孔射入，則電子從兩板間出來時其動能為()A．0 B．300eVC．700eV D．400eV8．如圖7所示為示波管中電子槍的原理示意圖．圖7示波管內抽成真空，A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢點的加速電極，A、K間電壓為U.電子離開陰極時的速度可以忽略，電子經加速后從K的小孔中射出的速度大小為v.下列說法正確的是()A．如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時的速度為2vB．如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時的速度為eq\f(v,2)C．如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時的速度為eq\f(v,2)D．如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時的速度為eq\f(\r(2),2)v題號12345678答案圖89．電子所帶電荷量的精確數值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測得的．他測定了數千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現這些電荷量都等于某個最小電荷量的整數倍．這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量．密立根實驗的原理如圖8所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負電．從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中．小油滴由于摩擦而帶負電，調節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡．已知小油滴靜止處的電場強度是1.92×105N/C，油滴半徑是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量．這個電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2)第十八章原子結構第1節(jié)電子的發(fā)現課前預習練1．(1)陰極負極正極正極(2)熒光影(3)陰極陰極射線2．(1)①偏轉帶負電②比荷數值③負電氫離子遠小于電子(2)①光電效應陰極射線光電流電子②電子電子基本(3)①1.60×10－19C②量子化整數倍3．①1.60×10－19C②量子化整數倍課堂探究練1．C2．B[由于電子沿x軸正方向運動，若加一磁場使電子射線向下偏轉，則所受洛倫茲力應向下，由左手定則可知所加磁場的方向應沿y軸正方向；若加一電場使電子射線向下偏轉，所受電場力方向向下，則所加電場方向應沿z軸正方向，由此可知B正確．]3．D4.ABC5.D6．(1)B.使電子剛好落在極板靠近熒屏端的邊緣，利用已知量表達q/m.C．磁場方向垂直紙面向外(2)說法不正確，電子的比荷是電子的固有參數．解析(1)設M1、M2兩極板間距為h，電子在電場中做類平拋運動，屏上恰好看不到亮點時，電子剛好落在靠近熒屏端的邊緣，沿電場方向位移為eq\f(h,2)，則有eq\f(h,2)＝eq\f(1,2)·eq\f(qU,mh)(eq\f(L,v0))2；加上磁場B時，電子束不偏轉，洛倫茲力與電場力平衡，Bqv0＝qeq\f(U,h)，兩式聯(lián)立有eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2L2).因M2帶正電，電子受到向下的電場力，所以洛倫茲力方向向上，根據左手定則可判斷出磁場方向垂直紙面向外．(2)比荷是帶電粒子的電荷量與其質量的比值，而電荷量、質量都是粒子本身的固有屬性，故比荷也是粒子的固有屬性，與外界條件無關．方法總結解決帶電粒子在電磁場中偏轉的問題時，要切記以下幾點：(1)所加電場、磁場為勻強電場、勻強磁場．(2)帶電粒子只在電場中偏轉時做類平拋運動，可利用運動的分解、運動學公式、牛頓運動定律列出相應的關系式．(3)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，要注意通過畫軌跡示意圖確定圓心位置，利用幾何知識求出其半徑．(4)帶電粒子若通過相互垂直的電、磁場時，一般使其不發(fā)生偏轉，由此可求出帶電粒子的速度．7．Em＝mgeq\f(ρ－ρ′,ρe)解析設油滴的體積為V，則V＝eq\f(m,ρ)，油滴受到空氣對它的浮力為F，則F＝ρ′Vg＝ρ′eq\f(m,ρ)g.取油滴為研究對象，設其帶電荷量為q，在電場中受重力、浮力和電場力而平衡，受力如圖所示，有：F＋Eq＝mg，即eq\f(ρ′mg,ρ)＋Eq＝mg所以E＝eq\f(mgρ－ρ′,ρq)又因為任何帶電體所帶電荷量為電子所帶電荷量的整數倍，所以有：q＝ne，即E＝eq\f(mgρ－ρ′,ρne)當n＝1時，E最大，即Em＝eq\f(mgρ－ρ′,ρe)課后鞏固練1．C[陰極射線是在真空管中由負極發(fā)出的電子流，故A、B錯；最早由德國物理學家戈德斯坦在1876年提出并命名為陰極射線，故C對；陰極射線本質是電子流，故其比荷比氫原子比荷大的多，故D錯．]2．BCD[電子的電荷量是最小值1.6×10－19C，物體的帶電荷量只能是它的整數倍，所以選項A錯誤，B、C正確；一個物體帶正電，是因為失去電子的緣故，所以選項D正確．]3．AD4．B[密立根的油滴實驗測出了電子的電荷量為1.6×10－19C，并提出了電荷量子化的觀點，因而A、C對，B錯；任何物體的電荷量都是e的整數倍，故D對．因此選B.]5．C[由于陰極射線的本質是電子流，陰極射線方向向右傳播，說明電子的運動方向向右，相當于存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上，由此可知磁場方向應為垂直于紙面向外，故選項C正確．]6．BD7.B8．D[由eU＝eq\f(1,2)mv2得v＝eq\r(\