2.1电子发现.doc

江苏省高邮市2011-2012学年度第二学期高二物理高效课堂导学案 修订人：吴增锦 2012-1 学校 班级 姓名 日期 第二章 原子结构第1节 电子目标导航1、知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程2、知道电子是原子的组成部分3、知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系课前预习自主学习1、1897年，英国物理学家 通过研究 发现了电子。汤姆孙根据阴极射线在 和 中的偏转情况断定，它的本质是带_电的粒子流并测出了这种粒子的_，发现该粒子的比荷是氢离子比荷的 多倍。后来汤姆孙测量了阴极射线粒子的_，它的电荷量的大小与氢离子电荷量相同。2、带电粒子的比荷是指 ，它是带电粒子的一个重要参量。3、1910年，美国物理学家 通过著名的 实验精确测定了电子的电荷量。电子的电荷量e= 。密立根实验更重要的发现是：电荷是_的，即任何带电体的电荷只能是e的_。4、电子的质量m= 。问题发现 课堂突破探究1阴极射线1、阴极射线的产生（1858年德国物理学家普吕克尔首次观察到阴极射线）（1）真空管（又称阴极射线管）：如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极，它们分别连接在感应圈的负极和正极上。管内的气体分子很少，气体压强降到约0.1 以下（即通常所说的真空）。（2）实验现象：在两极间加有高压时，在阳极孔外的玻璃管壁上可以看到黄绿色荧光。（3）分析：管壁上的荧光是由于玻璃管受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的 （1876年德国物理学家戈德斯坦）（4）结论：在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线，这种射线称为阴极射线，阴极射线撞击到玻璃上会产生黄绿色荧光。2、阴极射线电性的确定：（1）汤姆孙实验1原理：（2）汤姆孙实验2原理：（3）结论：典例1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 D阴极射线的本质是X射线【归纳反思】 探究2电子的发现-微粒比荷（荷质比）的测定：1、比荷的定义：2、测定阴极射线粒子的比荷：（1）实验：汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示。真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点(O点与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计)。此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2。（2）理论分析（推导出电子的比荷的表达式）：加上偏转电压U时，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场时，电子的比荷的表达式：3、多次实验及结果： 4、电子比荷与氢离子比荷的比较： 【归纳反思】 探究3电子电荷量的精确测定 元电荷： 1、电子电荷量的精确测定-密立根油滴实验（1）实验原理：（2）实验需测量的物理量及测量方法（3）实验结论： 2、元电荷（1）定义：（2）取值：典例2关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（ ） A测得了电子的电荷量 B提出了电荷分布的量子化观点 C为电子质量的最终获得做出了突出贡献 D为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据典例3电子所带电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量，发现这些电量都等于某个最小电量的整数倍。这个最小电量就是电子所带的电量。密立根实验的原理如图所示，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1.64104 cm，油的密度是0.851 g/cm3，求油滴所带的电量，这个电量是电子电量的多少倍？【归纳反思】 当堂展示1、关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（ ）A阴极射线带负电 B阴极射线带正电C阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比大 D阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比小2、AB一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（ ）A导线中的电流由A流向BB导线中的电流由B流向AC若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB中的电流方向无关3、密立根用喷雾的方法获得了带电液滴，然后把这些带有不同电荷量和质量的液滴置于电场中，通过电场力和重力平衡的方法最终测得了带电液滴带的电荷量。某次测量中，他得到了如下数据，则可得出结论为：_。液滴编号电荷量/C16.41101929.70101931.6101944.821019第1节 电子班级 姓名 评价 课时作业1、1897年，汤姆孙在研究阴极射线时，测出了阴极射线的 ，并确定了其带 电，组成阴极射线的粒子称为 。 2、不论是强电场的电离、正离子的轰击、紫外线的照射、金属受灼热，还是放射性物质的自发辐射，都能发射出同样的带电粒子是 。3、在阴极射线管（左为负）正上方平行房一根通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）A向纸内偏转 B向纸外偏转 C向下偏转 D向上偏转ABU0v0+4、有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：（1）金属板AB的长度（2）电子穿出电场时的动能5、为了测定带电粒子的比荷，让带电粒子垂直飞进平行金属板间，已知匀强电场的电场强度为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d。如果在两板间再加一垂直于电场方向的匀强磁场，且磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来的方向，求该带电粒子的比荷。6、美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子的电量。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况，两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力作用。(1)调节两金属板间的电势差U，当UU0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动，求该油滴所带的电荷量；(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差UU1时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速直线运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量。交流台在本节课学习中你还存在哪些疑难问题？由本节课学习你引发了哪些新问题？教师答疑教师评价批改日期第1节 电子参考 答案课前预习1、汤姆孙 阴极射线 电场 磁场 负电比荷1000 电荷量2、带电粒子的电荷量与它的质量的比值3、密立根 油滴 量子化整数倍4、典例1C典例2A B典例3解析：小油滴质量mVr3由题意知mgEq由两式可得q C8.021019 C。小油滴所带电量q是电子电量e的5倍。答案：8.021019 C5倍当堂展示 1、A 2、B3、解析：由表格中的数值可得4，6，1，3，因此可得，电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷e的整数倍。答案：电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷的整数倍。课时作业 1、电荷量 负电 电子 2、电子 3、B4、(1) (2)5、6、解析：(1)质量为m1