粤教版敲开原子的大门-课件

【例2】 1897年，物理学家汤姆生正式测定了电子的荷质比， 打破了原子是不可再分的最小单位的观点．因此，汤姆生 的实验是物理学发展史上最著名的经典实验之一．在实验 中汤姆生采用了如图3－1－4所示的阴极射线管，从电子 枪C出来的电子经过A、B间的电场加速后，水平射入长度 为L的D、E平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光 斑．若在D、E间加上方向向下，场强为E的匀强电场，电 子将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、E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，电子向下偏转， 偏转角为θ，试解决下列问题．
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/52021/3/5Marc h 5, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/5
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You made my day!
我们，还在路上……
_阴__极_发出的一种使玻璃管壁上出现荧光的射线． 2．汤姆生对阴极射线的探索方法
(1)让阴极射线通过电场，根据_偏__转__情__况_，可判断阴极射线 带_负__电__． (2)让阴极射线通过磁场，根据_偏__转__情__况_，测出阴极射线的 _荷__质__比__ ．
二、电子的发现 汤姆生的探究方法
借题发挥 (1)荷质比的测定问题只是带电粒子在磁场和电 场中运动的一类典型例子，这种方法可以推广到带电粒子 在复合场中运动，求其他相关的问题． (2)解决带电粒子在电磁场中运动的问题时要注意以下几点： ①带电粒子的带电性质．②正确描绘运动轨迹．③能确定 半径、圆心．④会利用几何知识把有关线段与半径联系起 来．
1．换用不同的放电气体，或用不同金属材料制作电极，测得 阴极射线的荷质比_相__同__．
2．在气体电离、光电效应中，可从不同物质中放出这种射线 粒子．
3．这种粒子的电荷与氢离子基本相同， _质__量__却比氢原子小 得多．
4．结论：
想一想 电子发现的重大意义是什么？ 答案 电子是人类发现的第一个比原子小的粒子．电子的 发现，打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原 子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构．从 此，原子物理学飞速发展，人们对物质结构的认识进入了 一个新时代.
图3－1－4 (1)说明图中磁场沿什么方向； (2)根据L、E、B和θ，求出电子的荷质比． 答案 (1)垂直纸面向里
Esin θ
(2) B2L
解析 (1)磁场方向垂直纸面向里．
(2)当电子在D、E间做匀速直线运动时有：
eE＝Bev.
当电子在D、E间的磁场中偏转时有
Bev＝mrv2，同时又有：L＝r·sin θ， 可得：me ＝EsBin2Lθ.
针对训练2 如图3－1－5所示为测量某种离
子的荷质比的装置．让中性气体分子进
入电离室A，在那里被电离成离子．这些
离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入 加速电场被加速．然后让离子从缝S2垂直 图3－1－5 进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速电压为
U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的Fra Baidu bibliotek离为a，离
电流方向来实现
答案 AD 解析 由于电子带负电，并且向下偏转，由左手定则知该 处的磁场方向应垂直纸面向里，又由安培定则可判断导线 中的电流方向为由A到B.可以通过改变导线中的电流方向 来改变粒子的径迹．故正确答案为A、D. 借题发挥 本题是运用左手定则和安培定则的综合性题目， 在应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，一定要注意运动 电荷的正负．
【例1】 (双选)如图3－1－1所示，一只阴极
射线管的左侧不断有电子射出，如果在
管的正上方放一通电直导线AB时，发现
射线的径迹往下偏转，则下列判断正确的 图3－1－1
是
()
A．导线中的电流从A流向B
B．导线中的电流从B流向A
C．电子束的径迹与AB中的电流无关
D．若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB中的
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月5日星期 五2021/3/52021/3/52021/3/5
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021 9:24:34 AM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/52021/3/52021/3/5M ar-215- Mar-21
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/52021/3/52021/3/5Fr iday, March 05, 2021
二、电子荷质比的测定 实验探究
如图3－1－3所示为测定阴极射线粒子荷质比的装置，从 阴极K发出的阴极射线通过一对平行金属板D1、D2间的匀 强电场，发生偏转．
图3－1－3
(1)在D1、D2间加电场后射线偏到P2，则由电场方向知，该 射线带什么电？ (2)再在D1、D2间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直， 让射线恰好不偏转．设电场强度为E，磁感应强度为B， 则电子的速度多大？
针对训练1 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________．若在图3－1－2所 示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射 线将________(填“向下”、“向里”或“向外”)偏转．
图3－1－2
答案 电子 向下 解析 阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流 方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则判 知电子受到的洛伦兹力的方向向下，故阳极射线将向下偏 转．
高中物理·选修3-5·粤教版
第三章 原子结构之谜
第一节 敲开原子的大门
[目标定位] 1.了解阴极射线及电子发现的过程；2.知道汤姆 生研究阴极射线发现电子的实验及理论推导；3.知道电子电 荷是1910年由密立根通过著名的“油滴实验”得出．
一、探索阴极射线 1．阴极射线：在抽成真空的玻璃管两端加上_高__电__压__时，从
子从缝S1进入电场时的速度不计，求该离子的荷质比
q m
.
答案
8U B2a2
解析 离子在电场中 qU＝12mv2
①
离子在磁场中 Bqv＝mvR2
②
2R＝a
③
解①②③得mq ＝B82Ua2.
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/52021/3/5Fr iday, March 05, 2021
一、对阴极射线性质的研究 1．阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或
洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对 电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响． 2．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带电的性质．
(3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动， 若测出轨道半径为 r，则粒子的荷质比mq 是多大？
答案 (1)负电
(2)粒子受两个力作用：电场力和磁场力，两个力平衡， 即有 qE＝qvB，得：v＝EB (3)由洛伦兹力充当向心力：qvB＝mvr2，得出：mq ＝Bvr. 又 v＝EB，则mq ＝BE2r.测出 E、B、r 即可求荷质比mq .