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-1-第2章原子结构-2-第1节电子的发现与汤姆孙模型-3-第1节电子的发现与汤姆孙模型首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标研究阴极射线的装置给阴极射线管加上高压,并将磁铁靠近阴极射线管,你会观察到什么现象?1.了解电子的发现过程,让学生体会科学家进行科学探究的过程。2.知道汤姆孙模型。3.了解早期的原子结构模型,体会模型化方法。4.认识19世纪末三大发现的物理意义。-4-第1节电子的发现与汤姆孙模型JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三物质结构的早期探究人物时间对物质结构的认识墨子战国物体是由不可分割的最小单元——“端”构成的玻意耳1661年元素论道尔顿19世纪初原子论阿伏伽德罗1811年分子假说-5-第1节电子的发现与汤姆孙模型JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三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。-6-第1节电子的发现与汤姆孙模型JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三汤姆孙原子模型原子→带正电的部分充斥整个原子→电子镶嵌在球体的某些固定位置-7-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二阴极射线的性质●问题导引●给阴极射线管加上高压,将磁铁靠近阴极射线管。根据你观察到的现象,结合前面学过的知识,你认为阴极射线是中性的还是带电的?如果带电,带什么电?提示:带电的。负电荷。-8-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二●名师精讲●1.阴极射线的受力特点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,故研究电磁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)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)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。-9-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二【例题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.垂直于纸面向里点拨:阴极射线是电子流,由运动方向、磁场方向依据左手定则判断偏转方向。解析:由于阴极射线的本质是电子流,阴极射线方向向右传播,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,由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外,故选项C正确。答案:C-10-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二题后反思解答此类题注意两点:(1)阴极射线是高速电子流(带负电);(2)使用左手定则判断受力方向时,四指应指向电子流运动的反方向。-11-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二测量带电粒子比荷的方法●问题导引●丰富多彩的大千世界是由原子构成的。原子内部呈现的复杂的结构,不断地吸引着人们去探索。现在利用先进的手段已经能够“看到”或“拿起”一个原子。但在19世纪,实验手段和设备相当简陋,人类只能运用观测的现象推测原子内部的情景。汤姆孙在研究原子结构方面取得开拓性的成果。汤姆孙在当时是通过什么样的实验测量电子比荷的呢?用扫描隧道显微镜“看到”的溴原子提示:汤姆孙是在研究气体放电产生阴极射线的实验中测量电子比荷的。-12-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二●名师精讲●比荷的测定方法(1)让粒子通过正交的电磁场,如图所示,让其做直线运动,根据二力平衡条件,即F洛=F电(Bqv=qE)得到粒子的运动速度v=𝐸𝐵。(2)在其他条件不变的情况下,撤去电场(如图所示),保留磁场,让粒子只在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力即Bqv=𝑚𝑣2𝑅,根据磁场情况和轨迹偏转情况,由几何知识求出其半径R。(3)由以上方法确定粒子比荷的表达式:𝑞𝑚=𝐸𝐵2R。-13-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二【例题2】在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中,采用了如图所示的阴极射线管,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中心出现荧光斑。若在D、G间加上方向向下、场强为E的匀强电场,阴极射线将向上偏转;如果再利用通电线圈在D、G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,阴极射线向下偏转,偏转角为θ。试解决下列问题:(1)说明阴极射线的电性;(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。-14-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二解析:(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。(3)设此射线带电荷量为q,质量为m,当射线在DG间做匀速直线运动时,由平衡条件得qE=Bqv当射线在DG间的磁场中偏转时,由洛伦兹力提供向心力得Bqv=𝑚𝑣2𝑟由几何关系得L=rsinθ解得𝑞𝑚=𝐸sin𝜃B2L。答案:(1)负电(2)垂直纸面向里(3)𝐸sin𝜃B2L-15-第1节电子的发现与汤姆孙模型ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二触类旁通如果在D、G间不加电场,而只加已知磁场,能否判断阴极射线的电性?解析:能。由阴极射线在已知磁场中的偏转方向确定所受洛伦兹力的方向,再根据左手定则同样能判断出阴极射线的电性。-16-第1节电子的发现与汤姆孙模型SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123451.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”。下列关于电子的说法正确的是()A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论,并求出了阴极射线的比荷B.汤姆孙通过光电效应的研究,发现了电子C.电子的质量是质子质量的1836倍D.汤姆孙通过对不同材料作阴极发出的射线作研究,说明电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元解析:汤姆孙和他的学生测出阴极射线的电荷及比荷。答案:AD-17-第1节电子的发现与汤姆孙模型SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123452.关于阴极射线的本质,下列说法正确的是()A.阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线解析:阴极射线是由阴极射出的电子流,而非电磁波和X射线,更不是氢原子,故选C。答案:C-18-第1节电子的发现与汤姆孙模型SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123453.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将()A.向纸内偏转B.向纸外偏转C.向下偏转D.向上偏转解析:阴极射线是带负电的电子,由安培定则和左手定则可判断阴极射线向上偏转。答案:D-19-第1节电子的发现与汤姆孙模型SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123454.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解析:原子可以再分为原子核和核外电子,A对;通常情况下,气体不导电,但在强电场中被电离后可导电,B错,C、D对。答案:ACD-20-第1节电子的发现与汤姆孙模型SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123455.密立根用喷雾的方法获得了带电油滴,然后把这些带不同质量和电荷量的油滴置入电场中,通过电场力和重力平衡的方法最终测得带电油滴的电荷量。假设在某次测量中,他得到了如下的数据,你根据这些数据能得出什么结论呢?液滴编号12345…电荷量(C)6.41×10-199.70×10-193.20×10-194.81×10-191.60×10-19…答案:研究这些数据发现,它们都是1.60×10-19的整数倍,从而得出电荷的最小带电单位是1.60×10-19,即e=1.60×10-19C。