高中物理 第十八章 原子结构 1 电子的发现成长训练 新人教版选修3-5.doc

1 电子的发现主动成长疏导引导1.如图1813所示，电子在电势差为u1的电场加速后，垂直射入电势差为u2的偏转电场.在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（）图18-1-3a.u1变大、u2变大b.u1变小、u2变大c.u1变大、u2变小d.u1变小、u2变小思路解析：要使电子的偏转角变大，可以有两种途径：减小u1使发射速度减小，从而增加偏转时间.增大u2增加偏转力.答案：b2.如图18-1-4所示，光电管的阴极被某种频率的光照射后，能产生光电效应.阴极k上的电子被激发逸出表面（初速为零），经电压u加速后打到阳极a上，并立即被a吸收.若电流大小为i，电子电荷量为e，质量为m.图18-1-4（1）a极在单位时间内所受的冲量为_.（2）阴极k的材料原来为铷，现改为铯，若照射光的频率保持不变，则a极受到的光压将_（填“增大”或“减小”）.思路解析：考查要点：光电子逸出动能增大，光电子数增多，这都会使光压增加.（1）光电子在电场中加速故每个电子的动量为i=ne，故电子个数故单位时间的冲量.(2)改为铯，光电子的初动能变大，故a极受的光压增大.答案：（1）（2）增大3.汤姆生认为阴极射线发射的物质是电子，而不是原子，是因为_.思路解析：由电子的发现过程，我们可知阴极射线发射的物质的比荷，比那时已知质量最小的氢离子的比荷都要大2 000倍；再接着，当测得了发射物质的电荷量，用比荷和带电荷量求出发射物质的质量，得知发射物质的质量要远远小于原子质量.答案：电子的质量远远小于原子质量4.(1)向荧光屏看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图18-1-5所示电流，电子偏转方向为 ()图18-1-5a.向上b.向下c.向左d.向右（2）如果发现电视画面的幅度比正常偏小，可能是下列哪些原因引起的（）a.电子枪发射能力减小b.加速电压的电压过高，电子速度大c.偏转线圈匝间短路，偏转匝数减少d.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱思路解析：（1）根据安培定则，环形磁铁右侧为n极，左侧为s极，在环内产生水平向左的匀强磁场.利用左手定则可知，电子向上偏转，选项a正确.（2）电视画面幅度减小是由于偏转角太小引起的.其原因一是因为电子的速度太大，即加速电压过高；二是因为偏转磁场的强度太弱.偏转线圈中电流太小和匝间短路引起的有效匝数减少都会使磁感应强度减弱，故选项b、c、d正确.答案：（1）a（2）bcd 5.已知电子质量为9.110-31kg、静电荷量为-1.610-19c，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.5310-10m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流.（静电力常量k=9.0109nm2/c2）思路解析：电子受核的库仑力提供绕核转动的向心力，由公式：,可得=2.18106 m/s,f=v/2r=6.551015hz,e=mv2/2=2.1610-18j,i=e/t=1.0510-3a.答案：2.18106 m/s6.551015 hz2.1610-18j1.0510-3a6.s为电子源，它只在图18-1-6所示的纸面上360范围内发射速率相同、质量为m、电荷量为e的电子，mn是一块足够大的竖直挡板，与s的水平距离os=l.挡板左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，求：图18-1-6（1）要使s发射的电子能够达到挡板，则发射电子的速度至少为多大？（2）若电子发射的速度为ebl/m，则挡板被击中的范围有多大？思路解析：（1）从s发射电子速度方向竖直向上，并且轨道半径恰好等于时，为能够达到挡板的最小发射速度.如右图，.(2)如右图，,sa=2l,=60,所以击中挡板上边界的电子，发射角应为与水平成30角斜向上.若要击中挡板下边界，电子发射方向应正对挡板o点，电子在磁场中才能恰好运动1/4圆周达到挡板下边界，,. 答案：（1）(2) 7.如图18-1-7所示，在磁感应强度b=9.110-4 t的匀强磁场中，cd是垂直于磁场方向上的同一平面上的两点，相距d=0.05m，在磁场中运动的电子经过c时速度方向与cd成30角，而后又通过d点.求：图18-1-7（1）在图中标出电子在c点受磁场力的方向；（2）电子在磁场中运动的速度；（3）电子由c点到d点经历的时间.（电子质量m=9.110-31kg,电子电荷量e=1.610-19 c）思路解析：本题是和的应用，解题关键是画出运动轨迹示意图，从中找出各量之间的关系.（1）电子在c点受磁场力方向如右图所示，垂直于速度方向，沿co方向.(2)o点为电子运动轨迹的圆心，由几何关系可知cod=60,电子运动轨迹的半径r=d,由得电子在磁场中运动的速度=8.0106 m/s.(3)设所用时间为t，由于转过的弧长cd所对圆心角为60，则=6.510-9s.答案：（1）如思路解析图所示（2）8.0106 m/s (3)6.510-9 s8.已知电子的质量m=9.110-31kg,电荷量e=1.610-19c,它以初速度v0=3.0106m/s沿着与场强垂直的方向射入宽度l=6.010-2m的匀强电场中，场强大小为e=2103n/c，方向如图18-1-8所示.求：图18-1-8（1）电子在电场中的运动时间；（2）电子射离电场时速度的大小和方向；（3）电子飞离电场时发生的侧移量y.思路解析：(1)电子在电场中运动的时间.(2)电子在电场中只受电场力作用，沿电场方向加速度m/s2=3.51014 m/s2电子射离电场时沿电场方向的速度分量v=at=3.510142.010-8 m/s=7.0106 m/s电子射离电场时速度大小为=7.6106 m/s偏转角的正切值偏转角=arctan2.33=66.8.(3)偏转的侧移3.51014(2.010-8)2 m=7.010-2m.答案：(1)2.010-8 s (2)7.6106 m/s右偏下66.8 (3)7.010-2m9.如图18-1-9所示，一束阴极射线自下而上