第一节　电子的发现

课标定位 课前自主学案 第一节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练

课标定位 学习目标：1.知道电子是怎样发现的及其对人类探索原子结构的重大意义． 2．知道阴极射线及其产生方法，了解汤姆孙发现电子的研究方法． 3．能熟练运用所学知识解决电子在电场和磁场中运动问题． 重点难点：1.电子的发现过程． 2．电子在电场和磁场中运动的有关计算．

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，这些微观粒子是________． 二、电子的发现 课前自主学案 一、阴极射线 　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，这些微观粒子是________． 二、电子的发现 　1897年英国物理学家_________通过研究 ___________发现了电子；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 汤姆孙 阴极射线 密立根 油滴 4

电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，电子的电荷量约为_____________C，电子的质量约为______________kg 1.6×10－19 9.1×10－31 整数倍

(1)放电管若有稀薄气体，在放电管两极加上高压可看到辉光放电现象．但若管内气体非常稀薄即接近真空时，辉光现象消失． 核心要点突破 一、发现阴极射线的过程 1．辉光放电现象 (1)放电管若有稀薄气体，在放电管两极加上高压可看到辉光放电现象．但若管内气体非常稀薄即接近真空时，辉光现象消失． (2)辉光放电的应用：利用其发光效应(如霓虹灯、日光灯)以及正常辉光放电的稳压效应(如氖稳压管)．

2．荧光的产生：玻璃管内气体接近真空，辉光消失，却在阴极孔外玻管壁上观察到荧光，并且能使不透明物体产生阴影，后来认定产生这种现象的原因是阴极发出的某种射线撞击玻璃的结果，即阴极射线． 3．阴极射线的应用：如示波管、电视显像管、电子显微镜，高速的阴极射线打在某些金属靶上能产生X射线，还能用于研究物质晶体结构，直接用于切割、熔化、焊接等．

特别提醒：(1)辉光现象产生的条件是：气体稀薄． (2)阴极射线的来源：若真空度高，阴极射线的粒子主要来自阴极；若真空度不高的放电管，粒子可能来自管中气体；为了研究阴极射线，就必需把玻璃管抽成真空．

即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．关于阴极射线，下列说法正确的是( ) A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是某一频率的电磁波 D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转 解析：选BD.阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确，C错．电子可被电场、磁场偏转，D正确．

二、探究阴极射线性质的方法 1．带电性质的判断方法 (1)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)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． 2．比荷的测定方法 (1)让阴极射线垂直进入某一电场中，在荧光屏上亮点位置发生变化．

即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.如图18－1－1所示，一只阴极射线管，左侧不断有射线射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( ) A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向A C．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

图18－1－1 解析：选BC.解答此题应注意几点： (1)阴极射线的粒子带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里． (2)由安培定则判定AB中电流的方向由B向A. (3)电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故B、C对．

课堂互动讲练 类型一 测量带电粒子的比荷 例1 在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中，采用了如图18－1－2所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑．若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；

如果再利用通电线圈在D、G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，阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题： (1)说明阴极射线的电性； (2)说明图中磁场沿什么方向； (3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．

图18－1－2

【思路点拨】 由阴极射线在电场和磁场中受到的电场力和洛伦兹力的方向判断电性和磁场方向，利用两力的平衡关系，及阴极射线在磁场中做匀速圆周运动列方程求解比荷． 【精讲精析】 (1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电． (2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里．

图18－1－3

【答案】 见精讲精析 【方法总结】 (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，在匀强磁场中做匀速圆周运动，可利用几何知识求其半径． (2)带电粒子通过互相垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE＝Bqv求出速度．

类型二 电荷量的量子化 例2 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18－1－4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 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1.92×105 N/C，油滴半径是1.64×10－4 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？ 图18－1－4

【答案】　8.02×10－19 C　5倍

变式训练2　密立根用喷雾的方法获得了带电油滴，然后把这些带有不同电荷量和质量的油滴置于电场中，通过电场力和重力平衡的方法最终测得了带电油滴的电荷量．某次测量中，他得到了如下数据，则可得出结论为：_____________________________________. 油滴编号 1 2 3 4 电荷量/C 6.41×10－19 9.70×10－19 1.6×10－19 4.82×10－19

解析：由表中电荷量一栏中的数据可以看出，6. 41×10－19大约为1. 6×10－19的4倍，9. 70×10－19大约为1 解析：由表中电荷量一栏中的数据可以看出，6.41×10－19大约为1.6×10－19的4倍，9.70×10－19大约为1.6×10－19的6倍，1.6×10－19为1.6×10－19的1倍，4.82×10－19约为1.6×10－19的3倍．故可以得出油滴的带电荷量都为e的整数倍． 答案：带电荷量都为e的整数倍