1、预习导学1 电 子预习导学课堂讲义高中物理选修3-5教科版第二章原子结构1 电 子预习导学1 电 子预习导学课堂讲义目标定位 1.了解阴极射线及电子发现的过程.2.知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导.3.知道电子电荷是1910年由密立根通过著名的“油滴实验”得出预习导学1 电 子预习导学课堂讲义一、阴极射线1实验：如图211所示，真空玻璃管中K是金属板制成的_，接感应线圈的负极，A是金属环制成的_ _，在K、A间加近万伏的高电压，可观察到玻璃壁上_及管中图211物体在玻璃壁上的影阴极阳极黄绿色的荧光2阴极射线：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，这种射线被命名为
2、_阴极阴极射线预习导学1 电 子预习导学课堂讲义二、电子的发现1让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_情况，证明了它的本质是_的粒子流，并求出其比荷2密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷电子电荷量一般取e_，电子质量me_3元电荷：最小的电荷量，e_C，所有物体所带电量是元电荷的_偏转带负电1.61019 C9.11031 kg1.6021019整数倍预习导学1 电 子预习导学课堂讲义想一想 电子发现的重大意义是什么？答案 电子是进入人类发现的第一个比原子小的粒子电子的发现，打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构从此，原子物理学飞速
3、发展，人们对物质结构的认识了一个新时代.预习导学1 电 子预习导学课堂讲义一、对阴极射线性质的研究1阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响2带电性质的判断方法(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质预习导学1 电 子预习导学课堂讲义【例1】如图212所示，一只阴极射线管的左侧不断有电子射出，如果在管的正上方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹往下偏转
4、，则下列判断正确的是()答案 AD图212A导线中的电流从A流向BB导线中的电流从B流向AC电子束的径迹与AB中的电流无关D若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB中的电流方向来实现预习导学1 电 子预习导学课堂讲义解析 由于电子带负电，并且向下偏转，由左手定则知该处的磁场方向应垂直纸面向里，又由安培定则可判断导线中的电流方向为由A到B.可以通过改变导线中的电流方向来改变粒子的径迹故正确答案为A、D.借题发挥 本题是运用左手定则和安培定则的综合性题目，在应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，一定要注意运动电荷的正负预习导学1 电 子预习导学课堂讲义针对训练1 阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的
5、高速运动的粒子流，这些微观粒子是_若在图213所示的阴极射线管中部加上垂直于纸图213面向里的磁场，阴极射线将_(填“向下”、“向里”或“向外”)偏转答案 电子 向下 解析 阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则判知电子受到的洛伦兹力的方向向下，故阴极射线将向下偏转预习导学1 电 子预习导学课堂讲义二、电子比荷的测定实验探究如图214所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极K发出的阴极射线通过一对平行金属板D1、D2间的匀强电场，发生偏转图214预习导学1 电 子预习导学课堂讲义(1)在D1、D2间加电场后射线偏到P2，则由电场方向知，该射
6、线带什么电？(2)再在D1、D2间加一磁场，电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转设电场强度为E，磁感应强度为B，则电子的速度多大？(3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出轨道半径为 r，则粒子的比荷qm是多大？预习导学1 电 子预习导学课堂讲义答案(1)负电(2)粒子受两个力作用：电场力和磁场力，两个力平衡，即有qEqvB，得：vEB(3)由洛伦兹力充当向心力：qvBmv2r，得出：qm vBr.又 vEB，则qm EB2r.测出 E、B、r 即可求出比荷qm.预习导学1 电 子预习导学课堂讲义【例2】1897年，物理学家汤姆孙正式测定了电子的比荷，打破了原子是不可再分的最小单
7、位的观点因此，汤姆孙的实验是物理学发展史上最著名的经典实验之一，在实验中汤姆孙采用了如图215所示的阴极射线管，从电子枪C出来的电子经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、E平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑，若在D、E间加上方向向下，场强为E的匀强电场，电子将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、E电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)荧光斑恰好回到荧光屏中心接着再去掉电场，电子向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：预习导学1 电 子预习导学课堂讲义图215(1)说明图中磁场沿什么方向(2)根据L、E、B和，求出电子的比荷答案(1)垂直纸面向里(2)Esin B2L
8、预习导学1 电 子预习导学课堂讲义解析(1)磁场方向垂直纸面向里(2)当电子在 D、E 间做匀速直线运动时有：eEBev.当电子在 D、E 间的磁场中偏转时有 Bevmv2r，同时又有：Lrsin，可得：emEsin B2L.预习导学1 电 子预习导学课堂讲义借题发挥(1)比荷的测定问题只是带电粒子在磁场和电场中运动的一类典型例子，这种方法可以推广到带电粒子在复合场中运动，求其他相关的问题(2)解决带电粒子在电磁场中运动的问题时要注意以下几点：带电粒子的带电性质正确描绘运动轨迹能确定半径、圆心会利用几何知识把有关线段与半径联系起来预习导学1 电 子预习导学课堂讲义针对训练 2 如图 216 所示为测量某种离子的比荷的装置让中性气体分子进入电离室 A，在那里被电离成离子这些离子从电离室的小孔飘出，从缝 S1进入加速电场被加速然后让离子从缝 S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的 P 点已知加速电压为 U，磁场的磁感应强度为 B，缝图216S2与 P 之间的距离为 a，离子从缝 S1进入电场时的速度不计，求该离子的比荷qm.答案 8UB2a2预习导学1 电 子预习导学课堂讲义解析 离子在电场中 qU12mv2 离子在磁场中 Bqvmv2R，2Ra，解得qm 8UB2a2.预习导学1 电 子预习导学课堂讲义再见