人教版高中物理选修3-5：18.1电子的发现知识点总结及课时练习

第十八章原子构造1电子的觉察记一记电子的觉察学问体系种射线——阴极射线个试验——汤姆孙试验 密立根油滴试验几个常量——电子的电性、电量、质量、比荷等辨一辨英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射．(×)组成阴极射线的粒子是电子．(√)想一想1.如以下图为觉察阴极射线的试验装置．出了电子的比荷．(想一想1.如以下图为觉察阴极射线的试验装置．(2)管中十字状金属片的作用是什么？万伏的高压，对阴极射线进展加速．管中十字状金属片的作用是挡住阴极射线，从而形成十字明阴极射线沿直线运动．如以下图为汤姆孙的气体放电管．1D1

D2线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？1D1

D2射线向上偏转？提示：(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，说明阴极射线带负电．(2)DD

之间单独加垂直纸面对1 2外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．思考感悟：练一练1.(多项选择)关于阴极射线的性质，推断正确的选项是( A．阴极射线带负电阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大解析：通过阴极射线在电场、磁场中的偏转的争论觉察阴极A、C正确．答案：AC2．(多项选择)以下关于电子的说法正确的选项是( )A．觉察电子是从争论阴极射线开头的觉察物质中发出的电子比荷是不同的电子觉察的意义是让人们生疏到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有简洁的构造电子是带正电的，可以在电场和磁场中偏转解析：觉察电子是从争论阴极射线开头的，A正确；汤姆孙B错误；电子的觉察让人们生疏到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有简洁的构造，C正确；电子是带负电的，D错误．答案：ACq为了测定带电粒子的比荷m，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，匀强电场的电场强度为E，在通过长LB，则粒子恰好不偏离原来方向，求q.m1qE L0解析：d＝2(m)·(v)20加复合场时Bqv

＝qE

0q＝2dE.2dEB2L2

m B2L2要点一对阴极射线的生疏北京高考题]如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏的亮线向下(z轴负方向)偏转，在以下措施中可承受的是()A．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轴正方向解析：y轴正方z轴正方向．答案：B2．(多项选择)以下说法正确的选项是()B．阴极射线带正电线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷正确，D错误．答案：AC是 ．假设要使粒子到达阳极时速度为7.5×107m/s，则加在阴极射线管两个电极之间的电压U＝ V．(电子质量为9.1×1031kg)解析：电子由阴极到阳极，由动能定理得1eU＝2mv2，＝ v2 9.1×1－31×7.510＝ U＝

2e 2×1.610－19＝1.6×104V答案：电子1.6×1044．[广东高考题] q带电粒子的比荷m是一个重要的物理量．某轨迹的影响，以求得电子的比荷，试验装置如以下图．他们的主要试验步骤如下：M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，放射的电子从两极板中心通过，在荧屏的正中心处观看到一个亮点．M1、M2两极板间加适宜的电场：加极性如以下图的电压，并逐步调整增大，使荧屏上的亮点渐渐向荧屏下方偏移，直U.请问本步骤的目的是什么？BUM1M2区域加一个大小、方向适宜的磁场的磁感应强度B，使荧屏正中心重现亮点．试问外加磁场的方向如何？依据上述试验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加q Um

＝B2L2

大，你认为他的说法正确吗？为什么？解析：(1)BM、M

两极板间做类平抛运动，1 2当增大两极板间电压时，电子在两极间的偏转位移增大．M2靠近荧屏d，d 1UqLv则2＝2·v

()2dmq d2v2即＝m UL2由此可以看出这一步的目的是使电子在电场中的偏转位移成则电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直于纸面对外．(2)不正确，电子的比荷是由电子本身打算的，是电子的固有属性，因此他的说法不正确．答案：(1)BM2靠近荧屏端的q边缘，利用量表示m

；步骤C中磁场方向垂直纸面对外．(2)不正确，由于电子的比荷是由电子本身打算，与外部电压无关.要点二电子的觉察5.(多项选择)汤姆孙对阴极射线的探究，最终觉察了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的选项是( )A．任何物质中均有电子B．不同的物质中具有不同的电子．电子质量是质子质量的1836倍解析：汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进展争论，觉察A、D正确，B、C错误．答案：AD6．(多项选择)如以下图是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意管中有一个阴极，工作时它能放射阴极射线，荧光屏被轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．以下说法中正确的选项是( )O点假设要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应当垂直纸面对里假设要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应当垂直纸面对里假设要使阴极射线在荧光屏上的位置由BA点移动，则偏转磁场磁感应强度应领先由小到大，再由大到小解析：偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在OABCmvR＝qB可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误．答案：AC7．(多项选择)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的试验争论觉察( )A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧C．不同材料的阴极所产生的阴极射线的比荷都一样D．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量E．通过进一步争论知道电子是原子的组成局部解析：汤姆孙利用其设计的阴极射线管，将不同的气体充入C正确．汤姆孙和他的学生通过测量得知阴极射线粒子的电荷量电，A对，B错．答案：ACE喷出，假设干油滴从板上的一个小孔中落下，喷出的油滴因摩擦而带负电AB板间的电压为U间距为d时油滴恰好静止撤去电场后油滴缓缓下落，最终测出油滴以速度v匀速运动，空气阻力正比于速度：f＝kv，则油滴所带的电荷量q＝ .q的测量值见下表(单位：×1019C)分 析 这 些 数 据 可 知 ： .解析：由mg－Eq＝0，mg－kv＝0 U

油滴，E＝dq＝U.的带电荷量是1.×10－19 C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×1－19C.kvd答案：U 油滴的带电荷量是1.6×1019C的整数倍，故电1.6×10－19C根底达标1.历史上第一个觉察电子的科学家是()A．贝可勒尔 B．道尔顿C．伦琴D．汤姆孙X射线，汤姆孙觉察了电子，D正确．答案：D2．[2023·宁波月考](多项选择)关于电子的觉察，以下说法正确的选项是( )B．电子的觉察，说明原子具有确定的构造粒解析：觉察电子时，人们对原子的构造照旧不清楚，但使人A错误，B正确；在电C正确；原子对外显电中性，而电子带负电，使人们意识到，原子中应当还有其他带正电的局部，D正确．答案：BCD3．以下关于阴极射线的说法正确的选项是( A．阴极射线是高速运动的质子流B．阴极射线是可用人眼直接观看的C．阴极射线是电磁波D．阴极射线是高速运动的电子流解析：阴极射线是高速运动的电子流，A、C错误，D正确；阴极射线无法用人眼直接观看，B错误．答案：D4．(多项选择)以下是某试验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的( )．＋3×10－19C ．＋4.8×1019C．－3.2×10－26C ．－4.8×10－19解析：电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍.1.61－19CD答案：BD阳极，如以下图．假设要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )A．平行于纸面对下B．平行于纸面对上C．垂直于纸面对外D．垂直于纸面对里解析：由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线运动方向向右，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对上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面对外，应选项C正确．答案：C直导线，则阴极射线(电子束)将( )A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转解析：由题目条件不难推断阴极射线管所在处磁场垂直纸面对(电子束)向上D.答案：D7．(多项选择)如以下图，关于高压的真空管，以下说法正确的选项是()A．加了高压的真空管中可以看到辉光放电现象B．a端接负极，b端接正极C．U为高压电源，UC1

为低压电源D．甲为环状物，乙为荧光中消灭的阴影A解析：真空中不能发生辉光放电，错误．UA1

为低压电源，2U为高压电源，CB、D所述正确．2答案：BD8．(多项选择)如以下图是汤姆孙的阴极射线管的示意图，以下说法正确的选项是( )AD、DA1 2P点

两极板之间不加电场和磁场，则阴极射线应1D、D

两极板之间加上竖直向下的电场，则阴极射1 2线应向下偏转D1、D2两极板之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D1、D2两极板之间加上垂直纸面对里的磁场，则阴极射线不偏转解析：试验证明，阴极射线是高速电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，选项C正确，B错误；加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以无视不计，因而不发生偏转A正确．答案：AC9.1910年美国物理学家密立根做了测定电子电荷量的著名试验——m的带负电的油滴，静止ρge，试求：两板间场强最大值．解析：V，所带电荷量为电子电荷量的整数倍，设为ne.对油滴由平衡条件得mg＝F ＋F电

，F ＝Ene，F浮 电 浮mg－ρ

m′ρg

ne ，当n＝1时，电mg mgρ′mgρ－ρ′场强度E最大，Emax＝e－ρe ＝ ρe .mgρ－ρ′答案： ρe10.如以下图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被电离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1S2垂直进入匀强磁场，PU，磁场的磁感应强度BS2PaS1进入电场时的速度不计，求该离子的比荷q.m解析：P处之前，经电场加速、磁场偏转两个过v，1qU＝2mv2在磁场中发生偏转，有Bqv

mv2 a

q＝8U.

＝r r＝2m8U答案：

B2a2B2a2力气达标11.v0Ol、板间距离dUPO′Ph，求电子的比荷．解析：由于电子进入电场中做类平抛运动，沿电场线方向做U1 1ed l eUl20初速度为零的匀加速直线运动，有h＝at2＝ (v)2＝ ，则0e 2dhv2

2 2m 0

2dmv2.＝ 0.m Ul2

2dhv212.

0Ul2[2023·河南模拟]美国科学家密立根通过油滴试验首次准确地测出了电子的电荷量．油滴试验的原理如以下图，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，由于摩擦带负电，经上板中心小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观看到它运动的状况．两金属板间d.(无视油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力)U＝U0时，观看到某个质量为m1的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量．假设油滴进入电场时的初速度可以无视，当两金属板间的电U＝U1m2的油滴进入电场后做匀加速t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量．－qd＝0，解得q＝ 解析：(1)当U＝U－qd＝0，解得q＝ 01(2)U＝U1m2d＝2at2，1U1m2g－q′d＝m2am2d 2d m2d联立解得q′＝ (g－ )＝

(gt2－2d)．U1 t2m1gd m2d

U1t2U答案：(1)U013.

(2)U1t2

(gt2－2d)在争论性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的试验，其试验装置如以下图．abcd是个长方形盒子，在ad边和cdfe，ecdMcd放e孔射出的粒子落点位置．盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强