《電子的發(fā)現(xiàn)》同步練習3

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1、 《電子的發(fā)現(xiàn)》同步練習 【課前預習練】 1. 陰極射線 (1) 演示實驗：如圖1所示，真空玻璃管中 K是金屬板制成的 ，接在感應線圈的 上；金屬環(huán)制成的 A，接感應線圈的 ，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮 度的變化. 8kV (2)實驗現(xiàn)象：德國物理學家普呂克爾在類似的實驗中看到了玻璃壁上淡淡的 及 管中物體在玻璃壁上的 。 (3)實驗分析：熒光的實質(zhì)是由于玻璃受到 發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，并 把這種射線被命名為 。 2. 電子的發(fā)現(xiàn) (1) 湯姆孫對陰極射線的探究 ① 讓陰極射線分別通過電場和磁場， 根據(jù) 現(xiàn)

2、象，證明它是 的粒子流并求 出了其比荷. ② 換用不同材料的陰極做實驗， 所得粒子的 相同，是氫離子比荷的近兩千 倍. ③ 結(jié)論：粒子帶 ，其電荷量的大小與 大致相同，而質(zhì)量 氫離子 的質(zhì)量，后來，組成陰極射線的粒子被稱為 . (2) 湯姆孫的深入探究 ①湯姆孫研究的新現(xiàn)象，如 、熱離子發(fā)射效應和 3射線等?發(fā)現(xiàn)，不論 — 、謝線、 還是熱離子流，它們都包含 ②結(jié)論：不論是正離子的轟擊、紫外光的照射、金屬受熱還是放射性物質(zhì)的自發(fā)輻射, 都能發(fā)射同樣的帶電粒子 —— .由此可見， 是原子的組成部分，是比原子更 的物質(zhì)單元. (3) 電子的電量與電荷量

3、子化 ① 電子電荷可根據(jù)密立根油滴實驗測定，數(shù)值為： e= . ② 帶電體所帶電荷量具有 的特點，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的 ，即q= ne(n是整數(shù)) 3. 電子的電量與電荷量子化 ① 電子電荷可根據(jù)密立根油滴實驗測定，數(shù)值為： e= . ② 帶電體所帶電荷量是 的，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的 ，即q= ne（n是整數(shù)）. 【課堂探究練】 【概念規(guī)律練】 知識點一陰極射線 1. 關(guān)于陰極射線的下列說法中正確的是 （ ） A. 陰極射線是高速質(zhì)子流 B. 陰極射線可以用人眼直接觀察到 C. 陰極射線是高速電子流 D .陰極射線是電

4、磁波 2. 如圖2所示是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿 x軸方向射出，在 熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下 （沿z軸負方向）偏轉(zhuǎn)，則下列措施中可 采用的是（ ） A. 加一磁場，磁場方向沿 z軸負方向 B. 加一磁場，磁場方向沿 y軸正方向 C. 加一電場，電場方向沿 z軸負方向 D .加一電場，電場方向沿 y軸正方向 知識點二 電子的發(fā)現(xiàn) 3. 關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列說法中正確的是 （ ） A. 電子是由德國物理學家普呂克爾發(fā)現(xiàn)的 B. 電子是由德國物理學家戈德斯坦發(fā)現(xiàn)的 C. 電子是由法國物理學家安培發(fā)現(xiàn)的 D .電子是由英

5、國物理學家湯姆孫發(fā)現(xiàn)的 4. 關(guān)于電子，下列說法中正確的是 （ ） A. 發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開始的 B. 任何物質(zhì)中均有電子，它是原子的組成部分 C. 發(fā)現(xiàn)電子的意義是：使人們認識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有 復雜的結(jié)構(gòu) D .電子是帶正電的，它在電場中受到的電場力方向與電場線的切線方向相同 5?關(guān)于湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的下列說法中正確的是 ( ) A. 戈德斯坦是第一個測出陰極射線比荷的人 B. 湯姆孫直接測出了陰極射線的質(zhì)量 C. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極和不同的氣體做實驗，陰極射線的比荷是不同的 D ?湯姆孫由實驗得到的陰極射線粒子的比荷是氫離子

6、比荷的近兩千倍 【方法技巧練】 帶電粒子比荷的測定方法 q 6?帶電粒子的比荷m是一個重要的物理量?某中學物理興趣小組設計了一個實驗，探 究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的比荷，實驗裝置如圖 3所示. 圖3 (1) 他們的主要實驗步驟如下： A. 首先在兩極板 Mi、M2之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電 子束從兩極板中央通過，在熒屏的正中心處觀察到一個亮點； B. 在Mi、M2兩極板間加合適的電場，加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大電壓， 使熒屏上的亮點逐漸向熒屏下方偏移， 直到熒屏上恰好看不見亮點為止， 記下此時外加電壓 U.請問

7、本步驟的目的是什么？ C. 保持步驟B中的電壓U不變，對Mi、M2區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場 B，使熒 屏正中心處重現(xiàn)亮點，試問外加磁場的方向如何？ (2) 根據(jù)上述實驗步驟 ，同學們正確地推算出電子的比荷與外加電場、磁場及其他相關(guān) q JU_ 量的關(guān)系為m=b2l2.一位同學說，這表明電子的比荷大小由外加電壓決定， 外加電壓越大則 電子的比荷越大，你認為他的說法正確嗎？為什么？ 圖4 7?如圖4所示，質(zhì)量為m的帶負電的油滴，靜止于水平放置的帶電平行金屬板間，設油 滴的密度為p,空氣密度為p'，試求：兩板間場強最大值 Em的表達式. 【課后鞏固練】 1 ?關(guān)于陰極射

8、線，下列說法正確的是 ( ) A?陰極射線就是稀薄氣體導電時的輝光放電現(xiàn)象 B. 陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流 C. 陰極射線是由德國物理學家戈德斯坦命名的 D ?陰極射線的比荷比氫原子的比荷小 2 ?關(guān)于電荷量，下列說法正確的是 （ ） A. 物體的帶電荷量可以是任意值 B. 物體的帶電荷量只能是某些值 —19 C. 物體的帶電荷量的最小值為 1.6X 10 C D?一個物體帶1.6X 10— 9 C的正電荷，這是它失去了 1010個電子的緣故 3. 1897年英國物理學家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并被稱為 “電子之父”，下列關(guān)于電子的說法 正確的是（ ） A

9、. 湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結(jié) 論，并求出了陰極射線的比荷 B. 湯姆孫通過對光電效應的研究，發(fā)現(xiàn)了電子 C. 電子的質(zhì)量無法測定 D ?湯姆孫通過對不同材料的陰極發(fā)出的射線做研究，并研究光電效應等現(xiàn)象，說明電 子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元 4. 關(guān)于電荷量，下列說法錯誤的是 （ ） A. 電子的電荷量是由密立根油滴實驗測得的 B. 物體所帶電荷量可以是任意值 —19 C. 物體所帶電荷量最小值為 1.6 X 10 C D .物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 陰械廠■-、陽機 圖5 5. 陰極射線從陰極

10、射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖 5所 示.若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場的方向應為 （ ） A. 平行于紙面向左 C.垂直于紙面向外 6. 下列說法中，正確的是 （ ） A. 湯姆孫精確地測出了電子電荷量 B .平行于紙面向上 D .垂直于紙面向里 —19 e= 1.602 177 33（49） X 10 C B. 電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實驗”測出的 C. 湯姆孫油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是 e的整 數(shù)倍 D .通過實驗測得電子的比荷及電子電荷量 e的值，就可以確定電子的質(zhì)量 400 V A

11、B 圖6 7. 如圖6所示，在平行板兩極間接上電壓為 400 V的恒壓電源，在平行板的中間有 A、B 兩個小孔，一個電子以300 eV的動能從A孔射入，則電子從兩板間出來時其動能為 （ ） A. 0 B. 300 eV C. 700 eV D. 400 eV 8如圖7所示為示波管中電子槍的原理示意圖. A n 圖7 示波管內(nèi)抽成真空，A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢點的加速電極， A、K間電壓 為U.電子離開陰極時的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從 K的小孔中射出的速度大小為 v?下列 說法正確的是（ ） A. 如果A、K間距離減半而電壓仍為 U不變，則電子離開 K時的速

12、度為2v v B. 如杲A、K間距離減半而電壓仍為 U不變，則電子離開 K時的速度為2 v C. 如杲A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 K時的速度為2 D .如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 K時的速度為于v 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 Jtj8 — ■^― — 9.電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測得的.他 測定了數(shù)千個帶電油滴的電荷量， 發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍. 這個最 小電荷量就是電子所帶的電荷量. 密立根實驗

13、的原理如圖 8所示，A、B是兩塊平行放置的水 平金屬板，A板帶正電，B板帶負電?從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到 A、B兩板之間的電場 中?小油滴由于摩擦而帶負電，調(diào)節(jié) A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力 平衡?已知小油滴靜止處的電場強度是 1.92X 105 N/C，油滴半徑是1.64 4 cm,油的密 度是0.851 g/cm3，求油滴所帶的電荷量?這個電荷量是電子電荷量的多少倍？ (g取9.8 m/s2) 第十八章原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn) 課前預習練 1. ⑴陰極負極正極正極⑵熒光影⑶陰極陰極射線 2. (1)①偏轉(zhuǎn)帶負電②比荷數(shù)值③負電氫離子遠小于電子 (

14、2)①光電效應 陰極射線 光電流 電子 ②電子 電子 基本 ⑶①1.60X 10一19 C ②量子化整數(shù)倍 3. ①1.60X 10“9 C ②量子化 整數(shù)倍 課堂探究練 1. C 2. B [由于電子沿x軸正方向運動，若加一磁場使電子射線向下偏轉(zhuǎn)， 則所受洛倫茲力 應向下，由左手定則可知所加磁場的方向應沿 y軸正方向；若加一電場使電子射線向下偏轉(zhuǎn)， 所受電場力方向向下，則所加電場方向應沿 z軸正方向，由此可知 B正確.] 3. D 4.ABC 5.D 6. (1)B.使電子剛好落在極板靠近熒屏端的邊緣，利用已知量表達 q/m. C.磁場方向垂直紙面向外 (2)說法

15、不正確，電子的比荷是電子的固有參數(shù). 解析(1)設M1、M2兩極板間距為h,電子在電場中做類平拋運動，屏上恰好看不到亮 h h 1^UL2 點時，電子剛好落在靠近熒屏端的邊緣，沿電場方向位移為 2,則有2= 2mh(v0)2；加上磁場 U — , q … B時，電子束不偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力與電場力平衡， Bqv0 = q h，兩式聯(lián)立有m= b2l2.因M2帶正 電，電子受到向下的電場力， 所以洛倫茲力方向向上， 根據(jù)左手定則可判斷出磁場方向垂直 紙面向外. (2)比荷是帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量的比值，而電荷量、質(zhì)量都是粒子本身的固有屬 性，故比荷也是粒子的固有屬性，與外界條件無關(guān)

16、. 方法總結(jié) 解決帶電粒子在電磁場中偏轉(zhuǎn)的問題時，要切記以下幾點： (1) 所加電場、磁場為勻強電場、勻強磁場. (2) 帶電粒子只在電場中偏轉(zhuǎn)時做類平拋運動，可利用運動的分解、運動學公式、牛頓 運動定律列出相應的關(guān)系式. (3) 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，要注意通過畫軌跡示意圖確定圓心位置, 利用幾何知識求出其半徑. (4) 帶電粒子若通過相互垂直的電、磁場時，一般使其不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可求出帶電粒 子的速度. p— P‘ 7. Em=mg pe m 解析 設油滴的體積為V，則V =), 油滴受到空氣對它的浮力為 F，則 m mg q,在電場中受重力、浮

17、力和電場力而平衡，受力 F= p' Vg = p' pg. 取油滴為研究對象，設其帶電荷量為 如圖所示，有： p ' mg F+ Eq = mg,即卩 p + Eq = mg 所以E = mg p— p ' pq q = n e, 即 卩 又因為任何帶電體所帶電荷量為電子所帶電荷量的整數(shù)倍，所以有: mg p— p' E= p ne mgf p— p，) 當門=1時，E最大，即Em = pe 課后鞏固練 1. C ［陰極射線是在真空管中由負極發(fā)出的電子流，故 A、B錯；最早由德國物理學家 戈德斯坦在1876年提出并命名為陰極射線，故 C對；陰極射

18、線本質(zhì)是電子流，故其比荷比氫 原子比荷大的多，故D錯.］ 2. BCD ［電子的電荷量是最小值1.6 X0—19 C,物體的帶電荷量只能是它的整數(shù)倍， 所 以選項A錯誤，B、C正確；一個物體帶正電，是因為失去電子的緣故，所以選項 D正確.］ 3. AD 4. B ［密立根的油滴實驗測出了電子的電荷量為 1.6氷0—19 C,并提出了電荷量子化的 觀點，因而A、C對，B錯；任何物體的電荷量都是 e的整數(shù)倍，故D對.因此選B.］ 5. C ［由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線方向向右傳播，說明電子的運動方向 向右，相當于存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙

19、面向上, 由此可知磁場方向應為垂直于紙面向外，故選項 C正確.] 6. BD 7.B 1 2 阿 8 D [由eU= 2mv得"= ? m ,由公式可知，電子經(jīng)加速電場加速后的速度與加速 電極之間的距離無關(guān)， 對于確定的加速粒子 ——電子，其速度只與加速電壓有關(guān)， 由此不難 判定D正確.] 9. 5倍 4 3 解析 小油滴質(zhì)量： m= pY= P3，n① 由題意知mg — Eq = 0② 由①②兩式可得： pn3g q= 3E 0.851 X 10吸 4 nX(1.64X 10—6^X 9.8 = 3 X 1.92 X 10 C —19 ?8.02 X 10 19 c 小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為 8.02 X 10 —19 n= 1.6X 10—19 倍=5倍