2020年高中物理学案人教版选修3-5-18.1-电子的发现.docx

1　电子的发觉
课堂合作探究
问题导学
电子的发觉
活动与探究
1．阴极射线的发觉说明白什么？
2．什么是阴极射线？它的本质是什么？
3．元电荷就是单位电荷，就是电子，对吗？
4．密立根油滴试验取得了哪些成就？
迁移与应用
关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（　　）
A．阴极射线的本质是氢原子
B．阴极射线的本质是电磁波
C．阴极射线的本质是电子流
D．阴极射线的本质是X射线

探究阴极射线所需要的电磁学学问
1．不考虑重力的影响：阴极射线的本质是电子流，在电场或磁场中所受到的电场力或磁场力远大于重力，所以争辩电子运动时一般不考虑它的重力。
2．密立根的“油滴试验”：利用摩擦起电，使从喷口中喷出的雾状液滴带上负电，在电场中受的重力和电场力平衡。这里肯定要考虑重力，由于争辩对象不是电子，而是液滴。
3．教材思考与争辩栏目中，电子比荷的测定：

（1）在D1、D2间加电场后射线偏到P2，由电场方向知，该射线带负电。
（2）在D1、D2间又加一磁场，电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转，该过程中射线受两个作用力：电场力和磁场力，两个力平衡，qvB＝qE，得v＝。
（3）撤去电场，只保留磁场，得射线做圆周运动，轨道半径为r，依据洛伦兹力充当向心力：qvB＝m，得出：＝。
两式联立得：＝。
当堂检测
1．下面对阴极射线的生疏正确的是（　　）
A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的
B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生
C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波
D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极
2．关于电荷量，下列说法中正确的是（　　）
A．物体所带电荷量可以是任意值
B．物体所带电荷量只能是某些值
C．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 C
D．一个物体带1.6×10－9 C的正电荷，这是它失去了1.0×1010 个电子的原因
3．带电微粒所带的电荷量不行能是下列值中的（　　）
A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 C
C．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C
4．假如阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是（　　）
A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量
B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转
C．阴极射线通过偏转电场能够转变方向
D．阴极射线通过磁场时方向可能发生转变
5．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流。若在如图所示的阴极射线管中部加上竖直向上的匀强电场，阴极射线将向______（选填“外”“里”“上”或“下”）偏转；若使阴极射线不偏转，可在匀强电场区域再加一大小合适、方向垂直纸面对______（选填“外”或“里”）的匀强磁场。

答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究：1．答案：说明原子是可以再分的。
2．答案：阴极射线顾名思义是阴极放射出来的射线。我们现在知道它实际上就是电子束。阴极射线是怎样产生出来的呢？同学们都知道光电效应，也知道光电流的产生，即电子脱离金属表面需要光子供应一个逸出功。这个逸出功当然不是只有光子才能供应，任何来源的能量都是一样的。所以我们可以将金属加热，让其温度变得很高，电子热运动加剧，电子热运动能量足够大时同样可以在金属表面逸出，这时我们再以这块金属作为阴极（负极），在相距肯定距离的地方设一个阳极（正极），逸出金属表面的电子可以在电场作用下向阳极运动，形成电子束，形成的电子束即阴极射线。
3．答案：元电荷是最小的电荷量单元，但并不是说电子就是元电荷。
4．答案：1913年美国科学家密立根通过“油滴试验”精确测定了电子电荷量，目前测定的元电荷的电荷量是e＝1.602 176 462（63）×10－19 C，有关计算中一般使用e＝1.6×10－19 C。
该试验还发觉：电荷是量子化的，即任何电荷只能是电子电荷量（元电荷）e的整数倍。
由比荷及e的数值确定电子的静质量为me＝9.109×10－31 kg。
迁移与应用：C　解析：阴极射线是原子受激发放射出的电子流，关于阴极射线是电磁波，还是X射线都是在争辩阴极射线过程中的一些假设，是错误的。
【当堂检测】
1．D　解析：阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；可以穿透薄铝片的，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误。
2．BCD　解析：电荷量是量子化的，即物体的带电荷量只能是某一最小电荷量的整数倍，这一最小电荷量是1.6×10－19 C，A错误，B、C正确；物体带正电，是由于它失去了带负电的电子，D正确。
3．A　解析：任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e＝1.6×10－19 C，选项A中电荷量为元电荷的倍，B中电荷量为元电荷的4倍，C中电荷量为元电荷的10倍，D中电荷量为元电荷的250倍。也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不行能的。
4．B　解析：X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，选项B正确。
5．答案：下　外
解析：阴极射线带负电，在竖直向上的匀强电场中受向下的静电力作用，将向下偏转；要使阴极射线不偏转，应使其再受一竖直向上的洛伦兹力与库仑力平衡，由左手定则可推断磁场方向垂直纸面对外。