2019版物理新课堂学案选修3-5粤教版课件：第三章第一节敲开原子的大门
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
判断正误 (1) 汤 姆 生 用 实 验 证 实 了 电 子 是 比 原 子 更 小 的 微 粒．(√) (2)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意 数值．(×)
小试身手 2．(多选)关于电子的下列说法中正确的是( A．发现电子是从研究阴极射线开始的 B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分 C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构 D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向 与电场线的切线方向相同 )
(1)不加任何偏转电场和偏转磁场，从高压电场的阴 极发出的阴极射线，穿过 AB 后沿直线打在荧光屏 P1 上.
(2)当在平行极板上加一如上图所示的电场，发现阴 极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射 线带有负电荷． (3)为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域加一 磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外．当满足条件 qvB E ＝qE 时，则阴极射线不发生偏转．则：v＝B.
(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带电的性质． 3．阴极射线的本质． 汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转断定， 阴极射线的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子 的荷质比．后来，组成阴极射线的粒子被称为电子．
4．荷质比的测定． 实验装置如图所示，阴极射线的本质是电子，在电磁 场中运动时，所受电场力或洛伦兹力远大于所受重力，故 研究电磁力对电子运动的影响时，一般不考虑重力影响．
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线开 始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子本身 也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错． 答案：ABC
拓展一 对阴极射线的探究
如图所示为汤姆生的气体放电管．
(1)在金属板 D1、D2 之间加上如图所示的电场时，发 现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？ (2)在金属板 D1、D2 之间单独加哪个方向的磁场，可 以让阴极射线向上偏转？ 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)由左手定则可得，在金属板 D1、D2 之间单独加垂 直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
1．什么是阴极射线． 在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴 极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色 荧光，这种奇妙的射线被称为阴极射线． 2．阴极射线带电性质的判断． (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带电的性 质．
第三章 原子结构之谜
第一节 敲开原子的大门
学
习
目
标
1.了解汤姆生发现电 子的历史过程. 2.知道阴极射线，了 解它的实质. 3.体会研究阴极射线 的方法．
点 难 点 重点 1.阴极射线的 探索. 2.电子的发现 ． 难点 1.阴极射线的 正负电性的判 断. 2.阴极射 线荷质比的测 定.
重
知识点一 探索阴极射线 提炼知识 1．1858 年，德国科学家普吕克尔在一个被抽成真空 的玻璃管两端加上高电压，阴极会发出一种射线，使正 对阴极的玻璃管壁上出现绿色荧光，这种射线被称为阴 极射线．对于阴极射线本质的研究引起了科学家们的普 遍关注，对阴极射线的本质有各种猜想．
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线 开始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子 本身也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错． 答案：ABC
知识点二 电子的发现 提炼知识 1．汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者用不同 的金属作电极，测得的荷质比相同．随后又发现在气体电 离和光电效应等现象中， 可从不同物体中逸出这种带电粒 子，这表明它是构成各种物体的共同成分．随后，汤姆生 直接测量出粒子的电荷， 该粒子的电荷与氢离子的电荷大 小基本相同，
2．汤姆生通过做阴极射线在电场中的偏转实验，证 实了阴极射线本质上是由带负电的微粒组成的． 3．汤姆生测定阴极射线的荷质比的基本思想是：一 个质量为 m、 电荷量为 e 的带电粒子以速率 v 垂直进入磁 场 B 中，如果粒子仅受洛伦兹力作用，将做匀速圆周运 v2 m ＝evB ，只要确定粒 动，向心力由洛伦兹力提供，即_________ r 子运动的速率及半径，就可测出荷质比．
(4)撤去电场，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运 v2 动，由洛伦兹力提供向心力，即 qvB＝m 根据轨迹偏转 r 情况，由几何知识求出其半径 r. q E (5)由以上两式确定粒子荷质比的表达式：m＝ 2 . Br
【典例 1】 为求得电子的比荷，设计实验装置如图所 示．其中两正对极板 M1、M2 之间的距离为 d，极板长度为 L.若 M1、M2 之间不加任何电场或磁场，可在荧光屏上 P 点 观察到一个亮点．在 M1、M2 两极板间加极性如图所示的电 压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下 方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外 加电压为 U. 保持电压 U 不变，对 M1、M2 区域再加一个大 小、方向合适的磁场 B，使荧光屏正中心处重现亮点．
说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得 多，至此，汤姆生完全确认了电子的存在．
2．美国科学家密立根通过“油滴实验”精确地测定 了电子的电量：e＝1.602 2×10
－19
C；根据荷质比，可以
－31
精确地计算出电子的质量为：m＝9.109 4×10
kg．
3 ．电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观 念，使人类对自然界的认识又向前迈进了一步．
判断正误 (1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线．(×) (2)英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐 射．(×)
小试身手 2．(多选)关于电子的下列说法中正确的是( A．发现电子是从研究阴极射线开始的 B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分 C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构 D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向 与电场线的切线方向相同 )
判断正误 (1) 汤 姆 生 用 实 验 证 实 了 电 子 是 比 原 子 更 小 的 微 粒．(√) (2)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意 数值．(×)
小试身手 2．(多选)关于电子的下列说法中正确的是( A．发现电子是从研究阴极射线开始的 B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分 C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构 D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向 与电场线的切线方向相同 )
(1)不加任何偏转电场和偏转磁场，从高压电场的阴 极发出的阴极射线，穿过 AB 后沿直线打在荧光屏 P1 上.
(2)当在平行极板上加一如上图所示的电场，发现阴 极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射 线带有负电荷． (3)为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域加一 磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外．当满足条件 qvB E ＝qE 时，则阴极射线不发生偏转．则：v＝B.
(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带电的性质． 3．阴极射线的本质． 汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转断定， 阴极射线的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子 的荷质比．后来，组成阴极射线的粒子被称为电子．
4．荷质比的测定． 实验装置如图所示，阴极射线的本质是电子，在电磁 场中运动时，所受电场力或洛伦兹力远大于所受重力，故 研究电磁力对电子运动的影响时，一般不考虑重力影响．
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线开 始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子本身 也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错． 答案：ABC
拓展一 对阴极射线的探究
如图所示为汤姆生的气体放电管．
(1)在金属板 D1、D2 之间加上如图所示的电场时，发 现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？ (2)在金属板 D1、D2 之间单独加哪个方向的磁场，可 以让阴极射线向上偏转？ 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)由左手定则可得，在金属板 D1、D2 之间单独加垂 直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
1．什么是阴极射线． 在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴 极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色 荧光，这种奇妙的射线被称为阴极射线． 2．阴极射线带电性质的判断． (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带电的性 质．
第三章 原子结构之谜
第一节 敲开原子的大门
学
习
目
标
1.了解汤姆生发现电 子的历史过程. 2.知道阴极射线，了 解它的实质. 3.体会研究阴极射线 的方法．
点 难 点 重点 1.阴极射线的 探索. 2.电子的发现 ． 难点 1.阴极射线的 正负电性的判 断. 2.阴极射 线荷质比的测 定.
重
知识点一 探索阴极射线 提炼知识 1．1858 年，德国科学家普吕克尔在一个被抽成真空 的玻璃管两端加上高电压，阴极会发出一种射线，使正 对阴极的玻璃管壁上出现绿色荧光，这种射线被称为阴 极射线．对于阴极射线本质的研究引起了科学家们的普 遍关注，对阴极射线的本质有各种猜想．
解析：由物理学史知识可知，人们从研究阴极射线 开始，发现了电子，认识到它是原子的组成部分，原子 本身也是可以再分的．故选项 A、B、C 对，D 错． 答案：ABC
知识点二 电子的发现 提炼知识 1．汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者用不同 的金属作电极，测得的荷质比相同．随后又发现在气体电 离和光电效应等现象中， 可从不同物体中逸出这种带电粒 子，这表明它是构成各种物体的共同成分．随后，汤姆生 直接测量出粒子的电荷， 该粒子的电荷与氢离子的电荷大 小基本相同，
2．汤姆生通过做阴极射线在电场中的偏转实验，证 实了阴极射线本质上是由带负电的微粒组成的． 3．汤姆生测定阴极射线的荷质比的基本思想是：一 个质量为 m、 电荷量为 e 的带电粒子以速率 v 垂直进入磁 场 B 中，如果粒子仅受洛伦兹力作用，将做匀速圆周运 v2 m ＝evB ，只要确定粒 动，向心力由洛伦兹力提供，即_________ r 子运动的速率及半径，就可测出荷质比．
(4)撤去电场，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运 v2 动，由洛伦兹力提供向心力，即 qvB＝m 根据轨迹偏转 r 情况，由几何知识求出其半径 r. q E (5)由以上两式确定粒子荷质比的表达式：m＝ 2 . Br
【典例 1】 为求得电子的比荷，设计实验装置如图所 示．其中两正对极板 M1、M2 之间的距离为 d，极板长度为 L.若 M1、M2 之间不加任何电场或磁场，可在荧光屏上 P 点 观察到一个亮点．在 M1、M2 两极板间加极性如图所示的电 压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下 方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外 加电压为 U. 保持电压 U 不变，对 M1、M2 区域再加一个大 小、方向合适的磁场 B，使荧光屏正中心处重现亮点．
说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得 多，至此，汤姆生完全确认了电子的存在．
2．美国科学家密立根通过“油滴实验”精确地测定 了电子的电量：e＝1.602 2×10
－19
C；根据荷质比，可以
－31
精确地计算出电子的质量为：m＝9.109 4×10
kg．
3 ．电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观 念，使人类对自然界的认识又向前迈进了一步．
判断正误 (1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线．(×) (2)英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐 射．(×)
小试身手 2．(多选)关于电子的下列说法中正确的是( A．发现电子是从研究阴极射线开始的 B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分 C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构 D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向 与电场线的切线方向相同 )