高中物理第二章1电子课件教科版选修3509032170

不会把分子打碎.据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗
克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)(
)
-21 J
-18 -15 J的光子能量

-34
E=hν=h =6.6×10 ×
3×108
100×10-9
答案:B
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原子处于基态时,原子是稳定的,但原子在吸收能量跃迁到激发
态后,就不稳定了,这时就会向低能级定态跃迁,而跃迁到基态,有时
是经多次跃迁再到基态.
一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能辐射出的光谱线条
(-1)
数为N= C2 =
.
2
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专题一
专题二
专题三
【专题训练3】 氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV,当
和计算
1.玻尔原子模型
(1)量子化观点:电子的可能轨道半径、原子的能量、原子跃迁辐
射或吸收光子的频率都只能是分立的、不连续的值.
(2)对应关系:电子处于某一可能轨道对应原子的一种能量状态.
(3)定态观点:电子在某一可能轨道上运动时,原子是不向外辐射
电磁波的,轨道与能量是稳定的.
(4)跃迁观点:能级跃迁时辐射或吸收光子的能量,hν=Em-En(m>n).
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带负电的微粒
电子 微粒比荷(荷质比)的测定
电子电荷量的精确测定 元电荷
原
大多数沿原来方向前进
子
α 粒子散射实验及其现象 极少数发生大角度偏转,
结
有的甚至被弹回
构 原子的核式结构模型
原子的核式结构模型
核式结构模型
原子核的大小与组成

但F/q是相同的。
弱电
。
电场强度E（描述电场强弱的物理量）
1.E定义：电场中某点电荷所受力F与q的比值.
2.定义式：
E
F q
q 试探电荷电量，适用所有电场,E与F、q无关。
3.单位：N/C ；
4. 场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与 放入的试探电荷无关 。
5.方向：规定与正试探电荷在该点受力方向相同 ， 与负试探电荷所受力的方向相反。
身体健康，学习进步！ 我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
泉水，奋斗之路越曲折，心灵越纯洁。 成功之前我们要做应该做的事情，成功之后我们才可以做喜欢做的事情。 世上的事就是这样：只要你以积极的态度，勇敢的面对，脚踏实地的努力奋斗，成功就会与你如影随形！我渴望你能成功！——李慎奇 感情久了，就不是爱了而是依赖；失去那阵，那不是痛而是不舍。 懦弱的人只会裹足不前，莽撞的人只能引为烧身，只有真正敢的人才能所向披靡。 承认自己的伟大，就是认同自己的愚疑。
课间休息
2.1探究电场力的性质
物理组 许鸿杰
问题1
两电荷不直接接触，它们之间的相互作用 是怎样产生的?靠什么传递的呢？
猜一猜
一.电场：
1、定义：存在于电荷周围的特殊物质。 电场看不见，摸不着，却有客观存在着。
2、基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用-电场力
3、电荷间的相互作用力通过电场发生
电荷A
第一种情况：
场源电荷： 产生电场的
电荷
用电量小的点电荷作为试 探电荷（不影响原电场）
＋q
＋Q
FA
＋q
FB
试探电荷 （检验电荷）
1）电场中不同的点，F/q是不同的。
: ——

实验操作 导体棒静止 导体棒平行 磁感线运动 导体棒切割 磁感线运动
实验现象(有无电流)
分析论证
_无__
_闭__合___ 电 路 的 _一__部__分__
导体在磁场中做
_无__
_切__割__磁__感__线__ 运 动 时 ，
电路中有感应电流产 _有__
生
2.探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(实验图如 图所示)
C [设闭合线框在位置 1 时的磁通量为 Φ1，在位置 2 时的磁通 量为 Φ2，直线电流产生的磁场在位置 1 处比在位置 2 处要强，故 Φ1>Φ2.
将闭合线框从位置 1 平移到位置 2，磁感线是从闭合线框的同一 面穿过的，所以 ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置 1 绕 cd 边翻转到位置 2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以 ΔΦ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从 另一面穿过的方向为负方向)．故正确选项为 C.]
自主预习 探新知
一、电磁感应的发现 1．丹麦物理学家 奥斯特 发现载流导体能使小磁针转动，这种 作用称为电流的磁效应，揭示了电 现象与磁现象之间存在密切联系． 2．英国物理学家 法拉第 发现了电磁感应现象，即“磁生电” 现象，他把这种现象命名为 电磁感应 ．产生的电流叫作 感应电流 ．
二、感应电流产生的条件 1．探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(实验图如图所 示)
合作探究 攻重难
磁通量的理解与计算
1.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时，Φ＝BS. (2)B 与 S 不垂直时，Φ＝B⊥S，B⊥为 B 垂直于线圈平面的分量．如 图甲所示，Φ＝B⊥S＝(Bsin θ)·S.也可以 Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直于 磁场方向上的投影面积，如图乙所示，Φ＝BS⊥＝BScos θ.

主刻度基线
半毫米刻线 整毫米刻线
读数： 8.5mm＋0.062mm ＝8.561mm
读数方法: ①先读出主轴上的示数 ②再读出螺旋上的示数：读螺旋上的示数时找准主轴的基
线所对的螺旋刻度。螺旋上每个刻度表示0.01mm。 ③最后相加
注意：是否过主轴上的0.5mm刻度线.
如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正 方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大，在两导体上 加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则 下列说法中正确的是( )
电阻率的大小数值上等于该种材料长1m、横截面 积1m2的导体的电阻
1.物理意义：反映材料导电性能的物理量
2.单位：欧姆·米 （Ω·m）
3.影响因素：导体材料 和 温度
几种常见导体材料在27℃的电阻率
材料 银 铜 铝 钨 铁
锰铜合金 镍铜合金 镍铬合金
（Ω·m） 1.6×10-8 1.7×10-8 2.7×10-8 5.7×10-8 1.0×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7 1.0×10-6
限
流
式
实验结论：
材料和横截面积S一定，电阻R与长度L成正比. 材料和长度L一定，电阻R与横截面积S成反比. 横截面积S和长度L一定，不同材料，不同电阻.
在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，某实 验小组提出了如下猜想： 猜想一：导体电阻跟导体长度有关； 猜想二：导体电阻跟导体粗细有关； 猜想三；导体电阻跟导体材料有关． 同学们想利用如图6的电路和表中的导体特征验证 上述猜想．
A．R1中的电流小于R2中的电流 B．R1中的电流等于R2中的电流 C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷
定向移动的速率
D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷

解析：离子经过了电场加速和磁场偏转 两个过程，从离子运动轨迹可知，离子 带正电，设它进入磁场时的速度为 v， 1 2 在电场中加速有 qU＝ mv ，在磁场中 2 mv2 a 偏转有 qBv＝ r ，而 r＝ ，联立以上 2 q 8U 三式解得 ＝ 2 2. m Ba 8U 答案： 2 2 Ba
1．密立根采用油滴实验测出了电子的电荷量为：

思考感悟
阴极射线通过电场或磁场发生偏转说明了什么
问题？如何探测其比荷？
提示：阴极射线通过电场或磁场发生了偏转， 说明它受到了电场或磁场的作用，而电场或磁 场只对带电粒子产生作用，说明阴极射线是带 电的粒子，由其偏转情况还可确定其带电性
质．
如果知道电场或磁场的具体情况，测量出阴极
(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．
【自主解答】
(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．
B．阴极射线带正电
C．阴极射线的比荷比氢原子核的比荷大
D．阴极射线的比荷比氢原子核的比荷小
解析：选AC.通过让阴极射线在电场、磁场中的
偏转的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比
氢原子核的比荷大得多，故A、C正确．
测量带电粒子的比荷
例2
在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中， 采用了如图2－1－2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
【精讲精析】 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

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【例 1】 阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电
压下加速飞向阳极，如图所示．若要使射线向上偏转．所加磁场的
方向应为( )
A．平行于纸面向左
B．平行于纸面向上
C．垂直于纸面向外
D．垂直于纸面向里
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C [由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，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，为 使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，磁场方向应为垂直于纸 面向外，故选项 C 正确．]
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合作探究 攻重难
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阴极射线的探究 1．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一磁场，根据射线的偏转情 况确定其带电的性质． (2)方法二：在阴极射线所经区域加一电场，根据射线的偏转情 况确定其带电的性质．
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2．结论 根据阴极射线在磁场中和电场中的偏转情况，判断出阴极射线 是带负电的粒子流．
[答案] 上
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3．(多选)关于电荷的电荷量，下列说法正确的是( ) A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B．物体所带电荷量可以是任意值 C．物体所带电荷量最小值为 1.6×10－19 C D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 ACD [密立根的油滴实验测出了电子的电荷量为 1.6×10－19 C，并提出了电荷量子化的观点，因而 A 对，B 错，C 对；任何物体 的电荷量都是 e 的整数倍，故 D 对．]
(1)让电子通过正交的电磁场，如图甲所示，让其做匀速直线运 动，根据二力平衡，即 F 洛＝F 电(Bqv＝qE)得到电子的运动速度 v＝EB.
甲
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(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图乙所示，保留磁 场让电子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即 Bqv＝mrv2，根 据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径 r，则由 qvB＝mvr2得mq ＝Bvr ＝BE2r.

4r
; 当 > 时,
电源的输出功率随的增大而减小
; 当 < 时,
电源的输出功率随的增大而增大
当 I=
P 出-I
图像
E2
E
2R
=
E
2r
E2
时,输出功率的
E
最大值为 4r ,当 I< 2r 时,电源
的输出功率随 I 的增大而增
E
大;当 I> 2r 时,电源的输出功
率随 I 的增大而减小
第十八页，共二十八页。
4
× 6 W=0.375 W.
(2)2.0 2.0 (3)0.375
第二十二页，共二十八页。
专题
(zhuānt
í)一
专题
(zhuānt
í)二
专题
(zhuānt
í)三
电路故障分析
电路故障分析,属于电路动态变化问题,其特点是当电路中某处发生断
专题三
路或短路时,这部分电路的电阻发生了变化,因此引起电路中其他各部分的相关
额定电流2 A)、开关、导线若干.
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 1
U/V 0.10
I/A
0.020
2
0.30
0.060
3
0.70
0.160
4
1.00
0.220
第十页，共二十八页。
5
1.50
0.340
6
1.70
0.460
7
2.30
0.520
专题
(zhuānt
第六页，共二十八页。
专题
(zhuānt
í)一
专题

3．实验结果 根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电．
[典例1] 如图所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形 成的射线，若在其下方放一通电直导线 AB，射线发生如图所示的偏转，AB 中的电流 方向由 B 到 A，则该射线的本质为( ) A．电磁波 B．带正电的高速粒子流 C．带负电的高速粒子流 D．不带电的高速中性粒子流
[解析] (1)由于阴极射线在电场中向下偏转，因此阴极射线受电场力
方向向下，又由于匀强电场方向向上，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上的洛伦兹力，而与电场力平衡，
由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外．
(3)设此射线带电荷量为 q，质量为 m，当射线在 D、G 间做匀速直线运动时，有 qE＝ Bqv.当射线在 D、G 间的磁场中偏转时，运动轨迹如图所示，有 Bqv＝mrv2.同时又有 L
第1节 电子
学习目标
素养提炼
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 1 个过程——电子的发现过程
导．
2 个实验——研究阴极射线、
3.知道电子电荷量最早是由密立根通过著名的“油滴实 密立根油滴实验
验”得出的.
01 课前 自主梳理 02 课堂 合作探究 03 随堂 演练达标 04 课后 达标检测
[解析] 射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线是由带电粒子构成的粒 子流．根据安培定则可知，AB 上方的磁场是垂直纸面向里的．粒子向下偏转，洛伦兹 力方向向下，由左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的运动方向相反， 故粒子带负电． [答案] C

有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A＝___1_0_3__ mA；1 A＝___1_0_6__ μA.
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第六页，共四十页。
【自我检测】
判断正误 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续 的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导 体将电源连接起来．( ) (2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极， 从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电 流．( ) (3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定 向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷 有自由电子、正离子和负离子．( )
I；设单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 e，
此电子的定向移动速率为 v，在Δt 时间内，通过导线横截面的
自由电子数可表示为( )
A．nvSΔt
B．nvΔt
IΔt C. e
IΔt D. Se
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第二十八页，共四十页。
[解析] 因为 I＝Δq t，所以 q＝I·Δt，自由 电子数目为 N＝qe＝IΔe t，C 正确，D 错误； 又因为电流的微观表达式为 I＝nevS，所以自由电子数目为 N ＝qe＝IΔe t＝neveSΔt＝nvSΔt，A 正确，B 错误．
第十五页，共四十页。
不同导体中电流的计算方法 (1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用 I＝qt 计算时，q 是 某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量． (2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用 I＝qt 计算时，q 应是 同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．
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第二十一页，共四十页。

电阻R共同决定

B.从关系式 R= 可知, 导体的电阻跟导体两端的电压成正比,

跟导体中的电流成反比

C.从关系式 I= 可知, 导体中电流跟导体两端的电压成正比,

跟导体的电阻成反比

D.从关系式 R= 可知, 对一个确定的导体来说, 温度不变时,

导体两端所加的电压跟通过导体的电流的比值是一个定值
探究
(tànjiū)
一
图线
探究
(tànjiū)
二
I-U 图线(伏安特性曲线)
非线性元 电阻随 U 的增大而增大
件图线的
形状
电阻随 U 的增大而减小
第十三页，共十九页。
U-I 图线
电阻随 I 的增大而减
小
电阻随 I 的增大而增
大
【例题1】 (多选)根据欧姆定律,下列说法正确的是(
)
A.从关系式U=IR可知,导体两端(liǎnɡ duān)的电压U由通过它的电流I和它的
实验描绘小灯泡的伏安特性曲线.
第三页，共十九页。
一、电流
1.形成(xíngchéng):电荷的定向运动.
物体内有自由电荷:金属中的自由电荷是
2.
形成 自由电子,电解质溶液中的自由电荷是正、负离子
条件 导体内存在电场:导体内的自由电荷由于
受电场力作用形成定向运动
金属(jīnshǔ)导体中的电流是怎样形成的?方向是怎样的?
(3)依据实验数据作出小灯泡的伏安特性图线.
第十页，共十九页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二




U
对公式 R= 和 = 的理解