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第一节电子的发现预习导航情境导入课程目标现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢？J.J.汤姆孙又是怎样发现电子的呢？1.知道阴极射线的产生及本质，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷。
2．了解J.J.汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。
1．阴极射线(1)实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
(2)实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
(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，这种射线命名为阴极射线。
2．电子的发现思考阴极射线的发现说明了什么？提示：说明原子是可以再分的。
高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．甲乙两货车在平直公路上从同一位置同向行驶，两车的v-t图象如图所示。
则在0~4s时间内A．甲车做曲线运动B．乙车一直在甲车的后方C．甲车的平均速度小于6m/sD．乙车位移的大小为8m2．下列说法正确的是A．气体吸热后温度一定升高B．热量不一定从内能多的物体传递到内能少的物体上C．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比D．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也在不断减小E. 液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离3．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面，一质量为m的物块从斜面上由静止下滑，下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大小F N的四个表达式中，只有一个是正确的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断，根据你的判断，合理的表达式应为（）A． B． C． D．4．半径为R光滑半圆柱体固定在水平面上，竖直光滑墙与之相切，一个质量为m，半径为r（r＜R）的小圆柱体置于墙与半圆柱体之间，恰好平衡．以下说法正确的是（）①墙对小圆柱体的弹力大小为mg•；②若要使小圆柱体对墙压力增大，可以仅增大R；③若仅减小小圆柱体半径而不改变其质量，可使大圆柱体所受压力增大；④若仅减小小圆柱体半径而不改变其质量，可使大球所受压力减小．A．①②B．①③C．②③D．②④5．一个多世纪以前，爱因斯坦发表了广义相对论，而现代物理中的黑洞理论正是建立在该理论的基础上。
高中物理第十八章原子结构第一节电子的发现预习导航学
案新人教版选修3_5
预习导航
现代人已能“看到”原子的模样，而在没有
任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质
的结构的呢？J.J.汤姆孙又是怎样发现电子
(1)实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
(2)实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
(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，这种射线命名为阴极射线。
2．电子的发现
思考阴极射线的发现说明了什么？
提示：说明原子是可以再分的。
第一节电子的发现预习导航情境导入课程目标现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢？J.J.汤姆孙又是怎样发现电子的呢？1.知道阴极射线的产生及本质，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷。
2．了解J.J.汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。
1．阴极射线(1)实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
(2)实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
(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，这种射线命名为阴极射线。
2．电子的发现思考阴极射线的发现说明了什么？提示：说明原子是可以再分的。
高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，R l=30Ω，R2=20Ω。
一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示。
电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是A．电压表的示数为53.1VB．电流表的示数为0.2AC．原线圈的输入电压u=250sin50πt(V)D．电阻R2消耗的电功率为15W2．光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种.阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。
连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最低.关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播路径的是( )A．B．C．D．3．某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰好沿与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，如图所示．经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小．使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是( )A．加速时发动机提供的动力的大小等于mgB．加速与减速时的加速度大小之比为2∶1C．减速飞行时间t后速度减为零D．加速过程发生的位移与减速到零的过程发生的位移大小之比为2∶14．如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称，则在0～t1时间内，关于质点的运动，下列说法正确的是A．若质点能两次到达某一位置，则两次的速度都不可能为零B．若质点能三次通过某一位置，则可能三次都是加速通过该位置C．若质点能三次通过某一位置，则可能两次加速通过，一次减速通过D．若质点能两次到达某一位置，则两次到达这一位置的速度大小一定相等5．如图，轻绳l1一端固定在O点，另一端与质量为m的物体相连。
一、电子的发现【学习目标】1．知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
2．体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。
3．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。
4．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
【新知预习】（一）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________，接感应线圈的负极，A是金属环制成的________，接感应线圈的正极，管中十字状物体是一个金属板．接电源后，线圈会产生________的高电压加在两个电极之间．可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的________．2．阴极射线：荧光的实质是由于玻璃受到________发射的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为 ________.3．19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点．一种观点认为阴极射线是像X射线一样的______________________________________________________________，另一种观点认为阴极射线是________．（二）电子的发现1．阴极射线实质上是电子流：汤姆孙根据阴极射线在________和________中的偏转情况断定，它的本质是________的粒子流，并求出了这种粒子的________．2．密立根实验：电子电荷的精确确定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．电子电荷的现代值为________(保留两位有效数字)．3．电荷的量子化：即任何带电体的电荷只能是________的整数倍．4．质子质量与电子质量的比值为m pm e＝________；从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量为9.1×10－31 kg.【导析探究】导析一：阴极射线例1 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究( )A．发现阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．发现阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．发现不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．并未得出阴极射线粒子的电荷量例2 英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法中正确的是( )A．任何物质中均有电子B．不同物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元导析二：电子的比荷测定例3 如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置．当极板P和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，O′到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式．例4 在阴极射线管中的两个电极上加3.2×103V的高电压，阴极发出的阴极射线在电场中加速而获得高能量，若电子离开阴极表面时的速度为零，则电子到达阳极的速度为多少？【当堂检测】1．关于阴极射线，下列说法正确的是( )A．阴极射线是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是由阳极发出的某种射线C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的某种射线D．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的2．下列说法中正确的是( )A．原子是可以再分的，是由更小的微粒组成的B．通常情况下，气体是导电的C．在强电场中气体能够被电离而导电D．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果3．如果阴极射线是像X射线一样的电磁波，则下列说法正确的是 ( )A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能改变4．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
1 电子的发现课堂互动三点剖析一、关于阴极射线的讨论对阴极射线的看法，历史上科学家形成了两种观点：一种观点认为阴极射线是带电的粒子流；另一种观点认为阴极射线是类似紫外辐射的波长很短的电磁波.对阴极射线的研究，引发了19世纪的物理学的三大发现：1895年伦琴发现了X 射线；1896年克勒尔发现了放射性；1897年汤姆孙发现了电子.二、汤姆孙发现电子1.电子的发现过程：(1)从阴极发射出的射线通过一对平行金属板D 1、D 2，未加电场时，射线不偏转.当施加电场时，射线向正极板一侧偏转，说明射线带负电.(2)再加一个与电场垂直的磁场，使带电粒子所受到的电场力和洛伦兹力平衡，不发生偏转，则有qE=qvB ，所以v=B E . (3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线方向垂直，带电粒子在磁场中做半径为r 的圆周运动，则有r=qBmv ，两式联立可得E rB m q 2 . 汤姆孙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比荷.后来，组成阴极射线的粒子被称为电子.2.电子发现的物理意义：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，原子物理学迅速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代.各个击破【例1】 对阴极射线说法正确的是( )A.是由很小的不带电的粒子构成的B.是由原子构成的C.是由电子构成的D.以上说法都不对解析：对阴极射线的研究结果显示，阴极射线是由电子构成的.这是英国物理学家汤姆孙在1897年得出的结论.答案：C温馨提示：正确了解物理学的发展史，了解科学家探索物理规律的过程是解题的关键.【例2】 图18-1-1所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置.当极板P 和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O′点，O′到O 点的竖直距离为d ，水平距离可忽略不计；此时在P 与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B 时，亮点重新回到O 点.已知极板水平方向长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2.图18-1-1(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式.解析：(1)设电子的速度为v ，则有evB=eE所以v=Bb UB E=.(2)当极板间仅有偏转电场时，电子在竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mb eU电子水平方向做匀速直线运动，运动时间为t 1=v L 1这样电子在电场中竖直方向上的偏转距离为y 1=b mv U eL 2212电子离开电场时竖直方向上的分速度为v 1=at 1=v Lmb eU 1•电子离开电场后做匀速直线运动，到荧光屏的时间为t 2=v L2t 2时间内竖直方向上运动的距离为y 2=v 1t 2=b mv L eUL 221这样，电子在竖直方向上偏转的总距离为y=y 1+y 2=)2(1212LL L b mv eU + 可解得，)2(1212L L bL B Udm e +=答案：(1)v=Bb U (2))2(1212LL bL B Udm e +=高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第一节电子的发现预习导航情境导入课程目标现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢？J.J.汤姆孙又是怎样发现电子的呢？1.知道阴极射线的产生及本质，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷。
2．了解J.J.汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。
1．阴极射线(1)实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
(2)实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
(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，这种射线命名为阴极射线。
2．电子的发现思考阴极射线的发现说明了什么？提示：说明原子是可以再分的。
高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．如图，物体A套在竖直杆上，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动，开始时A、B间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体A的运动，使其恰好以速度v沿杆匀速下滑（B始终未与滑轮相碰），则A．绳与杆的夹角为a时，B的速率为vsin aB．绳与杆的夹角为a时，B的速率为vcosaC．物体B也做匀速直线运动D．物体B做匀加速直线运动2．如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0控绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m 沿水面运动时所受的阻力为f，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（）A． B．C． D．3．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ=60°，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为（）A．m/s B．m/sC．m/sD．m/s4．下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是( )A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量D．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能5．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，但下列不属于静电现象的是( )A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉6．如图所示，A、B、C 是水平面上同一直线上的三点，其中 AB=BC，在 A 点正上方的 O 点以初速度 v0水平抛出一小球，刚好落在 B 点，小球运动的轨迹与 OC 的连线交于 D 点，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )A．小球从O 到D 点的水平位移是从O 到B 点水平位移的 1:3B．小球经过D 点与落在B 点时重力瞬时功率的比为 2:3C．小球从O 到D 点与从D 到 B 点两段过程中重力做功的比为 1/3D．小球经过D 点时速度与水平方向夹角的正切值是落到B 点时速度与水平方向夹角的正切值的 1/4 二、多项选择题7．如图所示，质量为m的物块下方有一竖直的轻弹簧，弹簧的下端距离水平地面为h，将物块和弹簧由静止自由释放，物块下降了H时，速度再次为零，重力加速度为g。
第一节电子的发现预习导航情境导入课程目标现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢?J。
J。
汤姆孙又是怎样发现电子的呢？1。
知道阴极射线的产生及本质，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷。
2．了解J.J。
汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。
1．阴极射线(1)实验装置:真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
（2）实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
（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,这种射线命名为阴极射线.2．电子的发现思考阴极射线的发现说明了什么?提示：说明原子是可以再分的.尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。
This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. Part of the text by the user's care and support, thank you here! I hope to make progress and grow with you in the future.。
1 电子的发觉1．阴极射线 (1)气体的导电特点：通常情形下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电。
平时咱们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果。
在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时能够看到辉光放电现象。
(2)产生：在研究低于 Pa 气压以下气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加必然电压时，阴极便发出一种射线，这种射线命名为阴极射线。
(3)阴极射线的特点：碰着荧光物质能使其发光。
【例1】 关于空气导电性能，下列说法正确的是( )A ．空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果B ．空气能够导电，是因为空气分子在射线或强电场作用下电离的结果C ．空气密度越大，导电性能越好D ．空气越稀薄，越容易发出辉光解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情形下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷从头复合，难以形成稳固的放电电流，因此电离后的自由电荷在稀薄气体环境中导电性能更好，综上所述，正确答案为B 、D 。
答案：BD 2．电子(1)电子：从阴极射线管中射出的粒子称为电子。
注意：电子是原子的组成部份，是比原子更大体的物质微粒。
(2)电子的电荷和质量①电子的电荷量：e ＝×10－19C ；②电子的质量：m e ＝×10－31kg ；③电子的比荷：e /m e ＝1011C/kg 。
(3)密立根油滴实验①美国物理学家密立根在1910年通过著名的油滴实验精准测定了电子的电荷量。
②密立根实验的重要意义：发觉电荷是量子化的，即任何电荷只能是e 的整数倍。
【例2】 电子所带电荷量的精准数值最先是由美国物理学家密立根通过油滴实验取得的。
他测定了数千个带电油滴的电荷量，发觉这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。
第1节 电子的发现1．知道阴极射线是由电子组成的,电子是原子的组成部分。
2．知道电荷是量子化的,即任何电荷只能是e 的整数倍。
3．理解电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
4．体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。
一、阴极射线在充有稀薄气体的玻璃管两端安装电极,当两极间加上一定电压时,阴极便发出一种看不见的射线,这种射线叫做□01阴极射线。
二、电子的发现1．汤姆孙的探究方法及结论汤姆孙根据阴极射线在□01电场和□02磁场中的偏转判定,它的本质是带负电的粒子流,并求出了这种粒子的比荷。
汤姆孙用不同材料的阴极做实验,所得的比荷都是□03相同的,是氢离子比荷的近两千倍。
汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量,得到这种粒子的电荷量大小与□04氢离子大致相同。
后来把组成阴极射线的粒子称为□05电子。
2．汤姆孙的进一步研究汤姆孙进一步研究发现,不论是阴极射线、β射线、光电效应中的光电流还是热离子发射效应中的离子流,它们都包含□06电子。
结论：电子是从原子中发射出来的,它的质量只比最轻原子的质量的两千分之一稍多一点,由此可见,电子是□07原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元。
3．对电子的认识电子电荷量e ＝□081.602×10－19_C,是由密立根通过著名的“□09油滴实验”精确测定出来的。
密立根发现,电荷是□10量子化的,任何电荷只能是e 的整数倍。
质子的质量与电子的质量的比值：□111836∶1。
判一判(1)阴极射线管发出荧光的原因是由于阴极射线撞击管壁而引起的。
( )(2)想知道阴极射线是电磁波还是带电粒子,可以使阴极射线垂直进入电场和磁场,通过荧光屏上的亮点位置来判断。
( )(3)汤姆孙发现了电子,从而认识到原子是可以再分的。
( )(4)汤姆孙指出阴极射线的本质是带负电的粒子流,密立根求出了粒子的比荷。
( )提示：(1)√(2)√(3)√(4)×想一想(1)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,正电荷和负电荷所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。
1 电子的发现课堂合作探究问题导学电子的发现活动与探究1．阴极射线的发现说明了什么？2．什么是阴极射线？它的本质是什么？3．元电荷就是单位电荷，就是电子，对吗？4．密立根油滴实验取得了哪些成就？迁移与应用关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）A ．阴极射线的本质是氢原子B ．阴极射线的本质是电磁波C ．阴极射线的本质是电子流D ．阴极射线的本质是X 射线探究阴极射线所需要的电磁学知识1．不考虑重力的影响：阴极射线的本质是电子流，在电场或磁场中所受到的电场力或磁场力远大于重力，所以研究电子运动时一般不考虑它的重力。
2．密立根的“油滴实验”：利用摩擦起电，使从喷口中喷出的雾状液滴带上负电，在电场中受的重力和电场力平衡。
这里一定要考虑重力，因为研究对象不是电子，而是液滴。
3．教材思考与讨论栏目中，电子比荷的测定：（1）在D 1、D 2间加电场后射线偏到P 2，由电场方向知，该射线带负电。
（2）在D 1、D 2间又加一磁场，电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转，该过程中射线受两个作用力：电场力和磁场力，两个力平衡，qvB ＝qE ，得v ＝E B。
（3）撤去电场，只保留磁场，得射线做圆周运动，轨道半径为r ，根据洛伦兹力充当向心力：qvB ＝m v 2r ，得出：q m ＝v Br。
两式联立得：q m ＝E B 2r。
当堂检测1．下面对阴极射线的认识正确的是（ ）A ．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B ．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C ．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D ．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极2．关于电荷量，下列说法中正确的是（ ）A ．物体所带电荷量可以是任意值B ．物体所带电荷量只能是某些值C ．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 CD．一个物体带1.6×10－9 C的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（）A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C4．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是（）A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变5．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。
1 电子的发现课堂互动三点剖析一、关于阴极射线的讨论对阴极射线的看法，历史上科学家形成了两种观点：一种观点认为阴极射线是带电的粒子流；另一种观点认为阴极射线是类似紫外辐射的波长很短的电磁波.对阴极射线的研究，引发了19世纪的物理学的三大发现：1895年伦琴发现了X 射线；1896年克勒尔发现了放射性；1897年汤姆孙发现了电子.二、汤姆孙发现电子1.电子的发现过程：(1)从阴极发射出的射线通过一对平行金属板D 1、D 2，未加电场时，射线不偏转.当施加电场时，射线向正极板一侧偏转，说明射线带负电.(2)再加一个与电场垂直的磁场，使带电粒子所受到的电场力和洛伦兹力平衡，不发生偏转，则有qE=qvB ，所以v=B E . (3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线方向垂直，带电粒子在磁场中做半径为r 的圆周运动，则有r=qBmv ，两式联立可得E rB m q 2 . 汤姆孙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比荷.后来，组成阴极射线的粒子被称为电子.2.电子发现的物理意义：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，原子物理学迅速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代. 各个击破【例1】 对阴极射线说法正确的是( )A.是由很小的不带电的粒子构成的B.是由原子构成的C.是由电子构成的D.以上说法都不对解析：对阴极射线的研究结果显示，阴极射线是由电子构成的.这是英国物理学家汤姆孙在1897年得出的结论.答案：C温馨提示：正确了解物理学的发展史，了解科学家探索物理规律的过程是解题的关键.【例2】 图18-1-1所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置.当极板P 和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O′点，O′到O 点的竖直距离为d ，水平距离可忽略不计；此时在P 与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B 时，亮点重新回到O 点.已知极板水平方向长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2.图18-1-1(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式.解析：(1)设电子的速度为v ，则有evB=eE所以v=Bb UB E =.(2)当极板间仅有偏转电场时，电子在竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mb eU电子水平方向做匀速直线运动，运动时间为t 1=v L1这样电子在电场中竖直方向上的偏转距离为y 1=b mv UeL2212电子离开电场时竖直方向上的分速度为v 1=at 1=v L mb eU1•电子离开电场后做匀速直线运动，到荧光屏的时间为t 2=v L2t 2时间内竖直方向上运动的距离为y 2=v 1t 2=b mv L eUL221这样，电子在竖直方向上偏转的总距离为y=y 1+y 2=)2(1212L L L b mv eU+ 可解得，)2(1212L L bL B Udm e +=答案：(1)v=Bb U (2))2(1212L L bL B Udm e +=。
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1811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18112．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。
对阴极射线的认识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．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。
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时的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D．阴极射线就是X射线解析：选C 阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故A、B错；阴极射线最早由德国物理学家戈德斯坦在1876年提出并命名，故C对；阴极射线本质是电子流，故D错。
2.如图1812所示，一玻璃管中有从左向右的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( )图1812A．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：选C 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。
3.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1813所示若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )图1813A．平行于纸面向左B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析：选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，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故C 正确。
电子比荷的测定方法1.让带电粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图1814)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F 洛＝F 电(Bqv ＝qE )，得到粒子的运动速度v ＝E B。
图18142.撤去电场(如图1815)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv ＝m v 2r，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r 。
图18153．由以上两式确定粒子的比荷表达式：q m ＝EB 2r。
[典例] 带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量。
某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图1816所示。
其中两正对极板M 1、M 2之间的距离为d ，极板长度为L 。
图1816他们的主要实验步骤如下：A ．首先在两极板M 1、M 2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B ．在M 1、M 2两极板间加合适的电场：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 。
请问本步骤的目的是什么？C ．保持步骤B 中的电压U 不变，对M 1、M 2区域加一个大小、方向合适的磁场B ，使荧光屏正中心处重现亮点。
试问外加磁场的方向如何？[思路点拨](1)当电子在电场中的竖直偏转位移达到d2时，恰好在荧光屏上看不到亮点。
(2)要使电子恰好打在荧光屏正中心处，所加的磁场必须满足使电子所受的电场力与其所受的洛伦兹力等大反向。
(3)判断磁场的方向时要注意电子的电性。
[解析] 步骤B 中电子在M 1、M 2两极板间做类平抛运动，当增大两极板间电压时，电子在两极板间的偏转位移增大。
当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M 2靠近荧光屏端的边缘，则d2＝Uq 2dm ⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 2，q m ＝d 2v 2UL 2。
由此可以看出这一步的目的是使粒子在电场中的偏转位移成为已知量，就可以表示出比荷。
步骤C 加上磁场后电子不偏转，电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外。
[答案] 见解析运用电磁场测定电子比荷的解题技巧(1)当电子在复合场中做匀速直线运动时，qE ＝qvB ，可以测出电子速度大小。
(2)当电子在磁场中偏转时，qvB ＝m v 2r，测出圆周运动半径，即可确定比荷。
(3)当电子在匀强电场中偏转时，y ＝12at 2＝qUL22mv 20d，测出电场中的偏转量也可以确定比荷。
1. (多选)如图1817所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U 加速后进入相互垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场，则应( )图1817A ．增大电场强度E ，减小磁感应强度B B ．减小加速电压U ，增大电场强度EC ．适当地加大加速电压UD ．适当地减小电场强度E解析：选CD 正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中，受到的电场力F ＝qE ，方向向上，受到的洛伦兹力f ＝qvB ，方向向下，离子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，即qE ＝qvB ，则只有使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U 或增大磁感应强度B ，减小电场力的途径是减小场强E 。
选项C 、D 正确。
2．如图1818所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。
当极板P 和P ′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ′点，O ′点到O 点的竖直距离为d ，水平距离可忽略不计；此时在P 与P ′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B 时，亮点重新回到O 点。
已知极板水平方向长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2。
图 1818(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小。
(2)推导出电子比荷的表达式。
解析：(1)电子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，有Bev ＝Ee ＝U be ，得v ＝U Bb即打到荧光屏O 点的电子速度的大小为U Bb。
(2)由题意得d ＝12·eU mb ·⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1v 2＋eU mb ·L 1L 2v 2，代入v ＝U Bb， 解得e m ＝2UdB 2bL 1(L 1＋2L 2)。
答案：(1)UBb (2)2UdB2bL1(L1＋2L2)1．历史上第一个发现电子的科学家是( )A．贝可勒尔B．道尔顿C．伦琴D．汤姆孙解析：选D 贝可勒尔发现了天然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发现了X射线，汤姆孙发现了电子。
2．(多选)关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是( )A．测得了电子的电荷量B．首先测得了电子的比荷C．为电子质量的最终获得作出了突出贡献D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据解析：选ACD 密立根通过油滴实验测定了电子电量并发现电荷是量子化的。
测定了e 值，结合比荷，进一步可以确定电子质量，电子的比荷是由汤姆孙首先测出的。
3．(多选)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( )A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量解析：选AD 阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A 正确。
由于电子带负电，所以其受力情况与正电荷不同，B错误。
不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误。
在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测量电子电荷量的是美国科学家密立根，D正确。
4．(多选)如图1所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( )图1A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C ．若在D 1、D 2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转 D ．若在D 1、D 2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转解析：选AC 实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项 C 正确，选项 B 的说法错误。
