2019-2020学年高中物理 第2章 1 电子课件 教科版选修3-5

合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业第二章原子结构1．电子合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[学习目标]1.知道阴极射线的概念，了解汤姆孙对阴极射线的研究方法及电子发现的意义．(重点)2.知道比荷的概念，知道电子是原子的组成部分．(重点)3.知道电子的电荷量的测量方法——密立根油滴实验，知道电子的电荷量．(重点)合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业自主探新知预习合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业一、带负电的微粒1．阴极射线由____发出撞击到玻璃壁上产生____的射线，称为阴极射线．2．汤姆孙实验结论实验表明：阴极射线在____和____中产生偏转，说明阴极射线是带____的粒子流．阴极荧光磁场电场负电合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业二、微粒比荷及电子电荷量的测定元电荷1．比荷(荷质比)带电粒子的______与____之比称为比荷，又称荷质比．电子的比荷是氢离子的1000多倍，电子的电荷量与氢离子的电荷量____，而质量不到氢原子的1/1000.电荷量质量相同合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．发现电子的意义(1)证明了____是原子的组成部分．(2)电子的发现使人们认识到____是可分的，原子不是物质不可分割的最小单元．电子原子合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业3．电子的电荷量(1)电子电荷量：1913年由______通过著名的________得出，电子电荷量的值为e＝________________.(2)电荷量是量子化的，即任何带电体的电荷量只能是某一最小电荷——元电荷的______，即__________．密立根油滴实验1.602×10－19C整数倍e的整数倍合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．()(2)阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光．()(3)阴极射线实际上是高速运动的电子流．()(4)电子的电荷量是汤姆孙首先精确测定的．()(5)带电体的电荷量可以是任意值．()×√√××合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会向________偏转．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]阴极射线方向水平向右，说明其等效电流的方向水平向左，与导线中的电流方向相反，由左手定则，两者相互排斥，阴极射线向上偏转．[答案]上合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业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1.6×10－19CD．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1.6×10－19C，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．]合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业合作攻重难探究合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业阴极射线的探究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．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业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．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业【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．垂直于纸面向里合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业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．]合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业探究阴极射线带电性质的方法(1)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．若沿着电场线方向偏转，则粒子带正电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带负电．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(2)使阴极射线垂直进入磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业1．(多选)如图所示，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转，则()A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业BC[阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB中的电流由B流向A，且改变AB中的电流方向时可以使电子束的径迹往上偏．故选项B、C正确．]合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业电子比荷的测定方法1．电子比荷(或电荷量)的测定方法根据电场、磁场对电子的偏转测量比荷(或电荷量)，可按以下方法：(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.甲合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(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＝mv2r，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r，则由qvB＝mv2r得qm＝vBr＝EB2r.乙合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．密立根油滴实验(1)装置密立根实验的装置如图所示．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业①两块水平放置的平行金属板A、B与电源相接，使上板带正电，下板带负电．油滴从喷雾器喷出后，经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．②大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时，因摩擦而带负电，油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下下降．观察者可在强光照射下，借助显微镜进行观察．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(2)方法①两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得，从而确定极板间的电场强度E.但是由于油滴太小，其质量很难直接测出．密立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量．没加电场时，由于空气的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空气给油滴的摩擦力而使油滴匀速下落，可测得速度v1.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业②再加一足够强的电场，使油滴做竖直向上的运动，在油滴以速度v2匀速运动时，油滴所受的静电力与重力、阻力平衡．根据空气阻力遵循的规律，即可求得油滴所带的电荷量．(3)结论带电油滴的电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍，从而证实了电荷是量子化的，并求得了其最小值即电子所带的电荷量e.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业【例2】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，实验装置如图所示．其中两正对极板M1、M2之间的距离为d，极板长度为L.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2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；合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业B．在M1、M2两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？合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业C．保持步骤B中的电压U不变，对M1、M2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？合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[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．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]步骤B中电子在M1、M2两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M2靠近荧光屏端的边缘，则d2＝Uq2dmLv2，合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业qm＝d2v2UL2.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]见解析合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业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＝mv2r，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＝12at2＝qUL22mv20d，测出电场中的偏转量也可以确定比荷．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d.则可求出小油滴的电荷量q＝________.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]由平衡条件得mg＝qUd，解得q＝mgdU.[答案]mgdU合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业课堂小结知识网络1.阴极射线是由电子组成的.2.电子的比荷的测定.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业当堂固双基达标合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业1．(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