物理：新人教版选修3-5 18.1电子的发现(教案)

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[学案]人教版选修35第十八章第一节电子发现学案全面版

第十八章原子结构1 电子的发现·教学设计·【学习目标】1．知道阴极射线的组成，电子是原子的组成局部。

2．领悟电子发现过程中所包括的科学方法。

3．知道电荷是量子化的，意会电子的发现对揭穿原子结构的意义。

【重点难点】1．领悟电子发现过程中包括的科学方法。

2．电子电荷量确实定以及比荷确实定。

【课前预习】1．阴极射线〔 1〕在 ___________条件下，把气体分子中原来结合在一起的________电荷分开的过程叫气体的电离；（2〕阴极射线是x射线还是带电粒子流呢？假设是带电粒子流，显然可以由在电场或磁场中的 ______来确定。

2．电子的发现（1〕物理学家 __________在对阴极射线的研究中断定，阴极射线是带_______电的粒子流，并求出了它的比荷，确定了组成阴极射线的粒子是________，它是原子的组成局部；（2〕电子的电荷量是经过 ___________ 实验测定的，数值为e=______________，一个电子所带电荷量的数值也叫根本电荷，其他带电体的带电量是根本电荷的_________倍。

【预习检测】1．以以下图，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，假设在管的正下方放一通电直导线AB 时，发现射线径迹下偏，那么〔〕A．导线中的电流由A流向 BB．导线中的电流由B流向 AC．假设要使电子束的径迹往上偏，可以经过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向没关××××××××2．以以下图，让一束均匀的阴极射线垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感觉强度 B 和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，尔后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷。

3．密立根油滴实验第一测出了元电荷的数值，其实验装置以以下图，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平旋转的平板之间。

人教版《物理》选修3-5 第十八章第一节——电子的发现

课题电子的发现【课型】情景教学实验探究【课标要求】了解人类探究原子结构的历史以及有关经典实验【教材分析】将本节作为原子结构的第一个内容，是因为电子的发现拉开了人类认识原子内部结构的序幕，人们对微观世界的探索获得了第一个突破性进展。

在此后的三、四十年的时间内，人们对微观世界的探索捷报频传，迅速发现了微观世界的运动规律，谱写了物理科学的崭新篇章。

把“电子的发现”单列一节来处理，目的不仅是为教材后续关于原子结构的内容做准备和铺垫，还在于电子的发现本身在科学史以及科学方法论中的重要性。

本节知识内容主要分为阴极射线和电子的发现两个部分，而将重点放在情感目标的渗透上——电子发现过程蕴含的科学方法，以及科学家热爱科学、勇于创新的科学精神。

【学情分析】学生在初中阶段就已了解原子的基本结构，知道核外电子带负电，高中阶段在电磁场部分也经常接触电子模型，因此对于电子学生在知识上并不陌生，但对电子的发现过程，特别是电子发现过程中体现的研究方法以及对微观科学发展的意义了解较少，因此本课的重点不在知识和技能上，而是通过回顾电子发展的历史，以物理学史及物理研究方法为线索展开。

学生在学习磁场时已接触过阴极射线，但对其产生原理不太清楚，因此在本节内容的学习展开过程中有必要对阴极射线做更为详细的探究。

【教学目标】1、知识与技能知道阴极射线的产生原理，回顾带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识2、过程与方法通过回顾电子发现的过程，了解微观粒子的研究方法，体会物理学从提出问题到实验论证的研究方法3、情感、态度、价值观认识电子的发现对物理学发展及社会发展的意义，了解科学家在面对已有经验和现实困扰的情况下，排除各种干扰因素，以敏锐的洞察力和思维创造性地展开科学探索的科学精神，从而产生对前人的崇敬之情，激发献身科学的探索激情。

【重、难点分析】重点：体会物理学的研究过程，体验勇于创新的科学精神，了解微观粒子的研究方法。

难点：从相关史实中提炼科学研究的各种要素【教学用具】带偏转电极的阴极射线管一只马蹄形磁铁一块高压电源两台学生低压电源一个激光源一个导线若干PPT课件一套【教学设计】为达成以上教学教育目标，作如下课堂设计1.课堂剧的设计——关于阴极射线是什么的争论为使学生充分了解电子的发现过程，设计了一个由关于阴极射线是什么的两个流派的争论的课堂剧，三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的研究。

物理：新人教版选修3-518.1电子的发现(教案)

电子的发现（一）知识与技能1．了解阴极射线及电子发现的过程2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导（二）过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

（三）情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程。

根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。

人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

★教学重点阴极射线的研究★教学难点汤姆孙发现电子的理论推导★教学方法实验演示和启发式综合教学法★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。

这种认识一直统治了人类思想近两千年。

直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。

电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

（二）进行新课1．阴极射线讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。

德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。

所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。

（1）电磁波说：代表人物，赫兹。

认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。

（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。

认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

人教版高中物理选修3-5教学案：第十八章第1节电子的发现 -含答案

第1节电子的发现1．英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2．组成阴极射线的粒子——电子。

3．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。

4．密立根实验发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。

一、阴极射线1．实验装置：如图18-1-1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；把它们分别连在感应圈的负极和正极上。

图18-1-12．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。

3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。

二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B(A.带正电B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷。

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同。

证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。

(3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子。

由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。

2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。

(2)电荷是量子化的。

3．电子的有关常量1．自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。

(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。

(×)(3)阴极射线在真空中沿直线传播。

(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。

(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。

(√)(6)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。

(×)2．合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电？提示：气体分子内部有电荷，正电荷和负电荷的数量相等，对外呈电中性，当分子处于电场中时，正电荷和负电荷受电场力的方向相反，电场很强时正、负电荷被“撕”开，于是出现了等量的正、负电荷，在电场力作用下做定向运动，气体就导电了。

人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现原子的核式结构模型教学课件共29张PPT

二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里． 3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子就像大枣镶嵌在蛋糕里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是（C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成

1电子的发现-人教版选修3-5教案

电子的发现-人教版选修3-5教案一、教学背景电子作为一种基本粒子，在19世纪末和20世纪初被科学家发现。

接下来，人们发现了电子的许多应用，如电子显微镜、电视、计算机以及各种电子设备，电子科技无处不在，成为当代科技最重要的发展方向之一。

本节课旨在让学生了解电子的发现和应用以及电子技术对当今世界的影响。

二、教学目标1.了解电子的历史发现过程和重要贡献者。

2.了解电子的基本属性、特性和应用。

3.能够分析电子技术对当今社会发展的影响和贡献。

4.提高学生的思维能力和合作意识。

三、教学内容及方法教学内容1.电子的历史发现过程；2.电子的基本性质与特性；3.电子的应用；4.电子技术对当今社会发展的影响。

教学方法1.课堂讲解：教师通过PPT讲解电子的历史发现过程、基本性质与特性以及应用，带领学生进行思考和讨论。

2.小组讨论：教师分组，鼓励各小组自主讨论电子技术对当今社会发展的影响，培养学生思维能力和合作意识。

3.实验操作：教师引领学生进行简单的电子实验，让学生观察实验现象和探索原理，提高学生实验操作能力和动手能力。

四、教学重点与难点教学重点1.了解电子的历史发现过程和重要贡献者；2.掌握电子的基本性质和特性；3.了解电子的应用。

教学难点1.理解和掌握电子的基本性质和特性；2.分析电子技术对当今社会发展的影响。

五、教学过程课前准备1.教师准备PPT、实验器材等教学用具；2.学生预习相关教材内容，做好课前准备。

Step 1 电子的历史发现过程（10分钟）首先，讲解电子的历史发现过程，向学生介绍电子是如何被发现的，并介绍历史上的重要贡献者。

Step 2 电子的基本性质和特性（20分钟）通过PPT介绍电子的基本性质和特性，包括质量、电荷、速度等，让学生了解电子的基本构成和特性。

Step 3 电子的应用（20分钟）介绍电子的应用，如电子显微镜、电视、计算机等，让学生了解电子技术的广泛应用和重要性。

Step 4 电子技术对当今社会发展的影响（30分钟）教师分组，让学生自主讨论电子技术对当今社会发展的影响，并汇报讨论结果。

【新人教版】高中物理选修3-5《181+电子的发现》(共28张PPT)

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．
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___1_.6_×__1_0_－__19__C，电子的质量约为___9_._1_×__1_0_－_3_1 __kg.任何带电体所带电量只能是电子电量的__整__数__倍__．
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)．
数倍．答案：带电荷量都为e的整数倍
油滴编号
电荷量 /C
1
2
3
6.41×10 9.70×1 1.6×10
－19
0－19
－19
4
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 1.6×10 － 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
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．

2024-2025学年高中物理第18章原子结构1电子的发现教案新人教版选修3-5

4.跨学科整合思维：学生能够将物理知识与化学、生物学等相关领域知识相结合，形成对物质世界全面而深入的认识。他们能够理解原子结构与元素周期律的关系，解释电子排布对元素性质的影响。
5.创新精神与实践能力：学生通过学习电子的发现过程，培养了创新精神与实践能力。他们能够理解科学家是如何通过实验观察推测出理论模型的，并能够运用所学知识解决实际问题。
核心素养目标
本节课的核心素养目标旨在深化学生对物理学科本质的理解，培养其科学思维与科学探究能力。通过学习电子的发现及相关原子结构理论，学生将达成以下目标：1.掌握科学探究方法，如观察、实验、推理等，培养实证意识与创新精神；2.提高运用物理知识解释自然现象的能力，特别是在微观领域的应用；3.增强模型建构与模型分析的能力，理解卢瑟福原子模型的科学意义；4.培养跨学科整合思维，将物理知识与化学、生物学等相关领域知识相结合，形成对物质世界全面而深入的认识。这些素养目标与新教材的要求紧密相连，强调知识与实践、思考与创新的有机结合。
监控预习进度：通过在线平台跟踪学生的预习情况，确保每位学生都能对即将学习的内容有初步了解。
-学生活动：
自主阅读预习资料：学生按照要求阅读预习资料，理解电子的发现和原子结构的基础知识。
思考预习问题：学生针对预习问题进行独立思考，记录自己的理解和新产生的疑问。
提交预习成果：学生将预习笔记、思维导图或疑问通过平台提交，以便老师了解预习效果。
其次，我还注意到在课堂讨论环节，有些学生不太积极参与。他们可能感到害羞或者不确定自己的观点是否正确。为了解决这个问题，我计划在未来的教学中采取一些措施，如鼓励学生分享自己的观点，提供更多的反馈和支持，以及创造一个更加开放和包容的讨论环境。
此外，我还发现一些学生在完成课后作业时存在困难。他们可能没有完全掌握课堂上的知识点或者缺乏练习。为了帮助学生巩固学习，我计划在未来的教学中增加一些练习和复习的机会，提供更多的指导和支持，以及鼓励学生之间的合作和互助。

高中物理人教版选修3-5 18.1《电子的发现》教案设计

电子的发现新课标要求（一）知识与技能1．了解阴极射线及电子发现的过程2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导（二）过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

（三）情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

教学重点阴极射线的研究。

教学难点汤姆孙发现电子的理论推导。

教学方法实验演示和启发式综合教学法教学用具投影片，多媒体辅助教学设备。

课时安排1 课时。

教学过程（一）引入新课教师口述：原子的英文单词Atom，本意为小得不可再分割的微粒。

很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分割的。

这种认识一直统治了人类思想近两千年。

直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。

电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

（二）进行新课1．阴极射线教师讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设问：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。

德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。

所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家做了大量的科学研究，主要形成了两种观点。

（1）电磁波说：代表人物，赫兹。

认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。

（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。

认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

设问：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

人教高中物理选修3-5 省市级优质课18.1 电子的发现 (1)

带负电
我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流，那么，如何求阴极射线微粒的比荷？
？想一想
为使阴极射线不发生偏转，在平行金属极板区域应采取什么措施？
在平行金属板区域加一磁场且磁场方向垂直纸面向外，当满足条件 qʋB = qE 时，阴极射线不发生偏转，即ʋ= E/B。
方法一：若撤去磁场，阴极射线由P1 点偏离到 P2，P2 到 P1 竖直距离为 y，屏幕到金属板 D1、D2 右端的距离为 D，你能算出阴极射线微粒的比荷吗？
新课讲授
早在1858 年，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉光放电现象。
1876 年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。
学与问
电磁波说
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
粒子说
课堂总结
1. 阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分。 2. 电子发现的重大意义。 3. 知道电荷是量子化的。
电子的发现打开了通向原子物理学的大门，人们开始研究原子的结构。
课堂测试
1. 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 ( BC )
屏
L
D
幕
m q ʋ0
P1

y
P2
屏
L
D
幕
m q ʋ0
P1
θ

y
P2
tan
y x
at
0

qEL
m
2 0
又
0

E B
根据几何关系有：tan

高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现学案新人教版选修3-5(2021年整理)

（浙江专版）2018年高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现学案新人教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（浙江专版）2018年高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现学案新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第1节电子的发现［目标早知道］浙江选考·学习要求知识内容考试要求1。

电子的发现加试a2。

原子的核式结构模型加试b3.氢原子光谱加试b4.玻尔的原子模型加试c阴极射线1．演示实验如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，接感应圈的负极,A 是金属环制成的阳极,接感应圈的正极,接电源后，线圈会产生近万伏的高电压加在两极间。

可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影子。

2．阴极射线荧光的实质是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。

[辨是非］（对的划“√”，错的划“×")1．阴极射线就是电子流。

(√）2．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子.(√）[释疑难·对点练]1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1）电磁波说，代表人物—-赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射.(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流。

2．阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一：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其带电的性质。

(2)方法二：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其带电的性质。