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1、電子的發(fā)現(xiàn)同步練習(xí)、非標(biāo)準(zhǔn)1.關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”，下列說(shuō)法正確的是（）A. 密立根利用電場(chǎng)力和重力平衡的方法，測(cè)得了帶電體的最小帶電荷量B. 密立根利用電場(chǎng)力和重力平衡的方法，推測(cè)出了帶電體的最小帶電荷量C. 密立根利用磁偏轉(zhuǎn)的知識(shí)推測(cè)出了電子的電荷量D. 密立根油滴實(shí)驗(yàn)”直接驗(yàn)證了電子的質(zhì)量不足氫離子質(zhì)量的千分之一一答案:B解析：密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”是利用噴霧的方法，在已知小液滴質(zhì)量的前提下利用電場(chǎng)力和小 液滴的重力平衡，推算出每個(gè)小液滴帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，帶電體的帶電荷量不 是連續(xù)的，而是量子化的，并且電子的帶電荷量也為元電荷，帶負(fù)電。故正確選項(xiàng)為B。2.如圖是陰極射線管示意圖。
2、接通電源后，陰極射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì) 看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（）A. 加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B. 加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C. 加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D. 加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向答案:B解析:若加磁場(chǎng)，由左手定則可知，所加磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，B 正確；若加電場(chǎng)，因電子向下偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)方向沿z軸正方向。3.（多選）關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是（）A. 陰極射線帶負(fù)電B. 陰極射線帶正電C. 陰極射線的比荷比氫離子的比荷大D. 陰極射線的比荷比氫離子的比荷小答案:AC解析:湯姆孫通過(guò)實(shí)驗(yàn)證
3、實(shí)，陰極射線是帶負(fù)電的粒子流；陰極射線所帶的電荷量與氫離子相同，但質(zhì)量比氫離子小得多，所以它的比荷比氫離子的比荷大。4.（多選）英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)（）A.陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)B. 陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同C. 不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D. 湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量答案 :AD解析：陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)，A 正確。由于電子帶負(fù)電，所以其受力情況與正電荷不同，B 錯(cuò)誤。不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C 錯(cuò)誤。在湯姆孫實(shí)驗(yàn)證實(shí)陰極射線就是帶負(fù)電的電子流時(shí)并未
4、得出電子的電荷量，最早測(cè)量電子電荷量的是美國(guó)科學(xué)家密立根，D 正確。5. （多選 ）關(guān)于空氣導(dǎo)電性能，下列說(shuō)法正確的是 （）A. 空氣導(dǎo)電，是空氣分子中有的帶正電，有的帶負(fù)電，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)的 結(jié)果B. 空氣能夠?qū)щ?，是空氣分子在射線或強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離的結(jié)果C. 空氣密度越大，導(dǎo)電性能越好D. 空氣密度變得越稀薄，越容易發(fā)出輝光答案:BD解析：空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常情況下，氣體分子不帶電（顯中性 ），是較好的絕緣體。但在射線、受熱及強(qiáng)電場(chǎng)作用下，空氣分子被電離才具有導(dǎo)電功能，且空氣 密度較大時(shí)，電離的自由電荷很容易與其他空氣分子碰撞，正、負(fù)電荷又重新復(fù)合，難以 形
5、成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在稀薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好。綜上所述， 正確選項(xiàng)為 B、 D。6.（多選 ）下列說(shuō)法正確的是 （ ）A. 電子是原子核的組成部分B. 電子電荷的精確測(cè)定最早是由密立根通過(guò)著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)的C. 電子電荷量的數(shù)值約為 1.602X10-19CD. 電子質(zhì)量與電荷量的比值稱為電子的比荷答案 :BC解析 : 電子是原子的組成部分，電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子是可以再分的。電子的電荷量與質(zhì)量的 比值稱為電子的比荷，也叫荷質(zhì)比。7. 質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示。讓中性氣體進(jìn)入電離室A,在那里被電離成離子。這些離子從電離室的
6、小孔飄出，從縫S進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速。然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上的P點(diǎn)。已知加速電壓為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,縫S2與F之間的距離為a,離子從縫S進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度 不計(jì)。求該離子的比荷。答案：解析:離子經(jīng)過(guò)了電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)兩個(gè)過(guò)程，從離子運(yùn)動(dòng)軌跡可知，離子帶正電，設(shè)它 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為V，在電場(chǎng)中加速有qU=mV,在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)有qBv=,而r=，聯(lián)立以上三 式解得。8.電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根所做的油滴實(shí)驗(yàn)推測(cè)出的。密立根實(shí)驗(yàn)的原 理如圖所示：兩塊水平放置的平行金屬板A、B與電源相接，使上面的板帶正電，下面的板帶 負(fù)電。油滴從噴霧器噴出后，經(jīng)上面金屬
7、板中間的小孔，落到兩板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中。大多數(shù)油滴在經(jīng)過(guò)噴霧器噴嘴時(shí)，因摩擦而帶負(fù)電，油滴在電場(chǎng)力、重力和空氣阻力的作用 下下降，觀察者可在強(qiáng)光照射下，借助顯微鏡進(jìn)行觀察。兩板間的電勢(shì)差、兩板間的距離都可以直接測(cè)得，從而確定極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E。但是油滴太小，其質(zhì)量吋艮難直接測(cè)出。密立根通過(guò)測(cè)量油滴在空氣中下落的終極速度測(cè)量油滴的質(zhì) 量。未加電場(chǎng)時(shí)，由于空氣的黏性，油滴所受的重力很快就等于油滴與空氣的摩擦力而使 油滴勻速下落，可測(cè)得速度Vi,再加一足夠強(qiáng)的電場(chǎng)，使油滴做豎直向上的運(yùn)動(dòng)，在油滴 以速度V2勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，油滴所受的靜電力與重力、阻力平衡。根據(jù)空氣阻力遵循的規(guī)律， 即可求得油滴的帶電荷
8、量。密立根測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷的整數(shù)倍， 從而證實(shí)了電荷是量子化的，并求得了元電荷即電子或質(zhì)子所帶的電荷量e。如圖所示，在A板上方用噴霧器將細(xì)油滴噴出，若干油滴從板上的一個(gè)小孔中落下，噴出的 油滴因摩擦而帶負(fù)電。已知A、B板間電壓為U、間距為d,油滴恰好靜止。撤去電場(chǎng)后油滴 徐徐下落，最后測(cè)出油滴以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，已知空氣阻力正比于速度：f=kv，則油滴所帶的電荷量q=_。某次實(shí)驗(yàn)得q的測(cè)量值見(jiàn)下表（單位:10-19C）:6.48.09.611.12.1152383A AB分析這些數(shù)據(jù)可知：。答案：油滴的帶電荷量是 1.6X10-19C 的整數(shù)倍，故電
9、荷的最小電荷量為1.6X10-19C解析：(1)mg-q=0,mg-kv=0，解得q=。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知，油滴的帶電荷量約為1.6X10-19C 的整數(shù)倍，故電荷的最小電荷量為1.6X10-19C。9.帶電粒子的比荷是一個(gè)重要的物理量。某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究電場(chǎng) 和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，以求得電子的比荷，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A. 首先在兩極板M、M之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng)，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電子束從兩 極板中央通過(guò)，在熒屏的正中心處觀察到一個(gè)亮點(diǎn)；B. 在MM兩極板間加合適的電場(chǎng)：加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大，使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止，記下此時(shí)外加電壓為U請(qǐng)問(wèn)本步驟的目的是什么？C. 保持步驟 B 中的電壓I不變，對(duì)MM區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)B,使熒屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn)，試問(wèn)外加磁場(chǎng)的方向如何？根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們正確地推算出電子的比荷與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的 關(guān)系為。一位同學(xué)說(shuō)，這表明電子的比荷大小將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的 比荷越大，你認(rèn)為他的說(shuō)法正確嗎？為什么？答案:見(jiàn)解析解析:(1)B.使電子剛好落在正極板的近熒屏端邊緣，利用已知量表示。C.垂直電場(chǎng)方向向外(垂直紙面向外)。(2)說(shuō)法不正確，電子的比荷是電子的固有參數(shù)。
《電子的發(fā)現(xiàn)》同步練習(xí)5
