1、第十八章原子结构第1节电子的发现1阴极射线(1)演示实验：如图1所示，真空玻璃管中K是金属板制成的_，接在感应线圈的_上；金属环制成的_A，接感应线圈的_，接通电源后，观察管端玻璃壁上亮度的变化图1(2)实验现象：德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到了玻璃壁上淡淡的_及管中物体在玻璃壁上的_(3)实验分析：荧光的实质是由于玻璃受到_发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种射线被命名为_2电子的发现(1)汤姆孙对阴极射线的探究让阴极射线分别通过电场和磁场，根据_现象，证明它是_的粒子流并求出了其比荷换用不同材料的阴极做实验，所得粒子的_相同，是氢离子比荷的近两千倍结论：粒子带_，其电荷量的大小与
2、_大致相同，而质量_氢离子的质量，后来，组成阴极射线的粒子被称为_(2)汤姆孙的深入探究汤姆孙研究的新现象，如_、热离子发射效应和射线等发现，不论_、射线、_还是热离子流，它们都包含_结论：不论是正离子的轰击、紫外光的照射、金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子_.由此可见，_是原子的组成部分，是比原子更_的物质单元(3)电子的电量与电荷量子化电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e_.带电体所带电荷量具有_的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的_，即qne(n是整数)3电子的电量与电荷量子化电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e_.带电体所带电荷量是_的，即
3、任何带电体所带电荷只能是电子电荷的_，即qne(n是整数)【概念规律练】知识点一阴极射线1关于阴极射线的下列说法中正确的是()A阴极射线是高速质子流B阴极射线可以用人眼直接观察到C阴极射线是高速电子流D阴极射线是电磁波2如图2所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(沿z轴负方向)偏转，则下列措施中可采用的是()图2A加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D加一电场，电场方向沿y轴正方向知识点二电子的发现3关于电子的发现，下列说法中正确的是()A电子是由德国物理学家普
4、吕克尔发现的B电子是由德国物理学家戈德斯坦发现的C电子是由法国物理学家安培发现的D电子是由英国物理学家汤姆孙发现的4关于电子，下列说法中正确的是()A发现电子是从研究阴极射线开始的B任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C发现电子的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同5关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是()A戈德斯坦是第一个测出阴极射线比荷的人B汤姆孙直接测出了阴极射线的质量C汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实验，阴极射线的比荷是不同的D汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离
5、子比荷的近两千倍【方法技巧练】带电粒子比荷的测定方法6带电粒子的比荷是一个重要的物理量某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图3所示图3(1)他们的主要实验步骤如下：A首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧屏的正中心处观察到一个亮点；B在M1、M2两极板间加合适的电场，加极性如图所示的电压，并逐步调节增大电压，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压U.请问本步骤的目的是什么？C保持步骤B中的电压U不变，对M1、M2区域加一个大小、方
6、向合适的磁场B，使荧屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤 ，同学们正确地推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为.一位同学说，这表明电子的比荷大小由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？图47如图4所示，质量为m的带负电的油滴，静止于水平放置的带电平行金属板间，设油滴的密度为，空气密度为，试求：两板间场强最大值Em的表达式1关于阴极射线，下列说法正确的是()A阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D阴极射线的比荷比氢原子的比荷小2关于电
7、荷量，下列说法正确的是()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1.61019 CD一个物体带1.6109 C的正电荷，这是它失去了1010个电子的缘故31897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是()A汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷B汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子C电子的质量无法测定D汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线做研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元4关于电荷量，下列说法错误的是()A
8、电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B物体所带电荷量可以是任意值C物体所带电荷量最小值为1.61019 CD物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍图55阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图5所示若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为()A平行于纸面向左 B平行于纸面向上C垂直于纸面向外 D垂直于纸面向里6下列说法中，正确的是()A汤姆孙精确地测出了电子电荷量e1.602 177 33(49)1019 CB电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍D通过实验测得电子的比荷及电子电荷量e
9、的值，就可以确定电子的质量图67如图6所示，在平行板两极间接上电压为400 V的恒压电源，在平行板的中间有A、B两个小孔，一个电子以300 eV的动能从A孔射入，则电子从两板间出来时其动能为()A0 B300 eVC700 eV D400 eV8如图7所示为示波管中电子枪的原理示意图图7示波管内抽成真空，A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速电极，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.下列说法正确的是()A如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度为2vB如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度为C如果
10、A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为D如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为v题号12345678答案图89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测得的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8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1.92105 N/C，油滴半径是1
11、.64104 cm，油的密度是0.851 g/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？(g取9.8 m/s2)第十八章原子结构第1节电子的发现课前预习练1(1)阴极负极正极正极(2)荧光影(3)阴极阴极射线2(1)偏转带负电比荷数值负电氢离子远小于电子(2)光电效应阴极射线光电流电子电子电子基本(3)1.601019 C量子化整数倍31.601019 C量子化整数倍课堂探究练1C2B由于电子沿x轴正方向运动，若加一磁场使电子射线向下偏转，则所受洛伦兹力应向下，由左手定则可知所加磁场的方向应沿y轴正方向；若加一电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z轴正
12、方向，由此可知B正确3D4.ABC5.D6(1)B.使电子刚好落在极板靠近荧屏端的边缘，利用已知量表达q/m.C磁场方向垂直纸面向外(2)说法不正确，电子的比荷是电子的固有参数解析(1)设M1、M2两极板间距为h，电子在电场中做类平抛运动，屏上恰好看不到亮点时，电子刚好落在靠近荧屏端的边缘，沿电场方向位移为，则有()2；加上磁场B时，电子束不偏转，洛伦兹力与电场力平衡，Bqv0q，两式联立有.因M2带正电，电子受到向下的电场力，所以洛伦兹力方向向上，根据左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向外(2)比荷是带电粒子的电荷量与其质量的比值，而电荷量、质量都是粒子本身的固有属性，故比荷也是粒子的固有属性
13、，与外界条件无关方法总结解决带电粒子在电磁场中偏转的问题时，要切记以下几点：(1)所加电场、磁场为匀强电场、匀强磁场(2)带电粒子只在电场中偏转时做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式(3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图确定圆心位置，利用几何知识求出其半径(4)带电粒子若通过相互垂直的电、磁场时，一般使其不发生偏转，由此可求出带电粒子的速度7Emmg解析设油滴的体积为V，则V，油滴受到空气对它的浮力为F，则FVgg.取油滴为研究对象，设其带电荷量为q，在电场中受重力、浮力和电场力而平衡，受力如图所示，有：FEqmg，即Eqmg所以E
14、又因为任何带电体所带电荷量为电子所带电荷量的整数倍，所以有：qne，即E当n1时，E最大，即Em课后巩固练1C阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故A、B错；最早由德国物理学家戈德斯坦在1876年提出并命名为阴极射线，故C对；阴极射线本质是电子流，故其比荷比氢原子比荷大的多，故D错2BCD电子的电荷量是最小值1.61019 C，物体的带电荷量只能是它的整数倍，所以选项A错误，B、C正确；一个物体带正电，是因为失去电子的缘故，所以选项D正确3AD4B密立根的油滴实验测出了电子的电荷量为1.61019 C，并提出了电荷量子化的观点，因而A、C对，B错；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对因此选B.5C由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右传播，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确6BD7.B8D由eUmv2得v ，由公式可知，电子经加速电场加速后的速度与加速电极之间的距离无关，对于确定的加速粒子电子，其速度只与加速电压有关，由此不难判定D正确95倍解析小油滴质量：mVr3由题意知mgEq0由两式可得：q C8.021019 C小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为n倍5倍