人教版選修(3-5)《電子的發(fā)現(xiàn)》學(xué)案

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1、 最新人教版選修 (3-5)《電子的發(fā)現(xiàn)》學(xué)案 電子的發(fā)現(xiàn) 一、三維目標 1．了解陰極射線及電子發(fā)現(xiàn)的過程 2．知道湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子的實驗及理論推導(dǎo) 3.培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析和解決能力 ,初步了解原子不是最小不可分割的粒子。 4.理解人類對原子的認識和研究經(jīng)歷了一個十分漫長的過程 ,這一過程也是辯證發(fā)展的 過程．根據(jù)事實建立學(xué)說 ,發(fā)展學(xué)說 ,或是決定學(xué)說的取舍 ,發(fā)現(xiàn)新的事實 ,再建立新的學(xué) 說．人類就是這樣通過光的行為 ,經(jīng)過分析和研究 ,逐漸認識原子的。 二、自主學(xué)習(xí)

2、 1．陰極射線 思考 1：是什么原因讓空氣分子變成帶電粒子的？帶電粒子從何而來的？ 科學(xué)家在研究氣體導(dǎo)電時發(fā)現(xiàn)了輝光放電現(xiàn)象。 史料： 1858 年德國物理學(xué)家普呂克爾較早發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時的輝光放電現(xiàn)象。德國物 理學(xué)家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時認為這是從陰極發(fā)出的某種射線引起的。所以他把這 種未知射線稱之為陰極射線。 對于陰極射線的本質(zhì) ,有大量的科學(xué)家作出大量的科學(xué)研究 ,主要形成了兩種觀點。 （ 1）電磁波說：代表人物 , 。認為這種射線的本質(zhì)是 。 （ 2）粒子說：代表人物 , 。認為這種射線的本質(zhì)是一種 。 思

3、考 2：你能否設(shè)計一個實驗來進行陰極射線的研究 ,能通過實驗現(xiàn)象來說明這種射線是一種電磁波還是一種高速粒子流。 2．湯姆孫的研究 英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子。 實驗裝置如圖所示 , 磁場 S C A Y C1 C2 1 / 4 從高壓電場的陰極發(fā)出的陰極射線 ,穿過 C1 C2 后沿直線打在熒光屏 A＇上。 （ 1）當(dāng)在平行極板上加一如圖所示的電場 ,發(fā)現(xiàn)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏 , 則可判定 ,陰

4、極射線帶有 電荷。 （ 2）為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn) ,則請思考可在平行極板區(qū)域采取什么措施。 （ 3）根據(jù)帶電的陰極射線在電場中的運動情況如何求出陰極射線的比荷。 L 螢?zāi)? S D y O e v0 電場 E y1 x m A v y2 S 思考 3：利用磁場使帶電的陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn) ,能否根據(jù)磁場的特點和帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律來計算陰極射線的比荷？

5、 3.電子 － 19 1.電子的電荷量 e＝ 1.60217733 10 C 2.第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實驗測量出 的。 3.密立根通過實驗還發(fā)現(xiàn) ,電荷具有量子化的特征。即任何電荷只能是 e 的整數(shù)倍。 4.電子的質(zhì)量 － 31 m＝ 9.109389710 kg 閱讀書本材料： P49 科學(xué)足跡 三．典型例題 例題 1、一只陰極射線管 ,左側(cè)不斷有電子射出 ,若在管的正下方 ,放一通電直導(dǎo)線 AB 時 , 發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏 ,則：

6、（ ） 2 / 4 A B A ．導(dǎo)線中的電流由 A 流向 B B．導(dǎo)線中的電流由 B 流向 A C．若要使電子束的徑跡往上偏 ,可以通過改變 AB 中的電流方向來實現(xiàn) D．電子束的徑跡與 AB 中的電流方向無關(guān) 例題 2、有一電子（電荷量為 e）經(jīng)電壓為 U0 的電場加速后 ,進入兩塊間距為 d,電壓為 U 的平行金屬板間 ,若電子從兩板正中間垂直電場方向射入 ,且 A－ － － －B 正好能穿過電場 ,求： v0 （ 1）金屬板

7、 AB 的長度 （ 2）電子穿出電場時的動能 U0 + + + + 四．過關(guān)訓(xùn)練 1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì) ,下列說法正確的是（ ） A ．陰極射線的本質(zhì)是氫原子 B．陰極射線的本質(zhì)是電磁波 C．陰極射線的本質(zhì)是電子 D ．陰極射線的本質(zhì)是 X 射線 2．關(guān)于陰極射線的性質(zhì) ,下列說法正確的是（ ） A．陰極射 線帶負電 B ．陰極射線帶正電 C．陰極射線的荷質(zhì)比比氫原子的荷質(zhì)比大 D．陰極射線的荷質(zhì)比比氫原子的荷質(zhì)比小 3．關(guān)于密立根“油滴實驗”的科學(xué)

8、意義 ,下列說法正確的是（ ） A．測得了電子的電荷量 B．提出了電荷 分布的量子化觀點 C．為電 子質(zhì)量的最終獲得做出了突出貢獻 D．為人類進一步研究原子的結(jié)構(gòu)提供了一定的理論依據(jù) 4．在陰極射線管（左為負）正 上方平行房一根通有強 電流的長直導(dǎo)線 , 則陰極射線將（ ） A ．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B ．向紙外偏轉(zhuǎn) C．向下偏轉(zhuǎn) D．向上偏轉(zhuǎn) 5．一只陰極射線管 ,左側(cè)不斷有電子射出 ,若在管的正下方 ,放一通電直導(dǎo)線 AB 時 ,發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏 ,則：（ ） A ．導(dǎo)線中的電流由 A 流向 B B．導(dǎo)線中的電流由 B 流向 A

9、 C．若要使電子束的徑跡往上偏 ,可以通過改變 AB 中的電流方向來實現(xiàn) D．電子束的徑跡與 AB 中的電流方向無關(guān) 6． 1897 年 ,湯姆孫在研究陰極射線時 ,測出了陰極射線的 , 并確定了其帶 電 ,組成陰 極射線的粒子稱為 7． 不論是強 電場的電離、正離子的轟擊、紫外線的照射、金屬受灼熱還是放射性物質(zhì)的 自發(fā)輻射 ,都能發(fā)射出同 樣的帶電粒子是 8．氫原子的核外電子質(zhì)量為 m, 電量為 e, 在離核最近的軌道上運動 , 軌道半徑為 r 1, 求： ( 1) 電子運動的動能 . ( 2) 電子繞核轉(zhuǎn)動的頻率 .

10、 3 / 4 ( 3) 電子繞核轉(zhuǎn)動相當(dāng)于環(huán)形電流的電流大小 9．一個半徑為 1.6 4ⅹ10-4cm 的帶負電的油滴 ,在電場強度等于 1.92ⅹ 105V/m 的豎直向下的 勻強電場中 ,如果油滴受到的庫倫力恰好與重力平衡 ,則這個油滴帶有幾個電子的電荷量？已知油滴的密度為 0.851ⅹ 103kg/m3 10．有一電子（電荷量為 e）經(jīng)電壓為 U0 的電場加速后 ,進入兩塊間距為 d,電壓為 U 的平行 金屬板間 ,若電子從兩板正中間垂直電場方向射入 ,且正好能穿過電場 , 求：（ 1

11、）金屬板 AB 的長度（ 2）電子穿出 電場時的動能 參考答案 1． B 2． A 3． A B 4 ． B 5 ． B 6．電荷量 負電 電子 7．電子 8．答案 :(1) EK ke2 ,(2) e k e2 k 2r1 f mr1 ,(3) I f mr1 2 r1 2 r1 9．分析 ;油滴重力 G 4 r 3 g 3 油滴受到的電場力 F=neE 庫侖力恰好與重力平衡 G=F 4 r 3 g 5 n 3eE 10． (1) d 2U 0 (2) qU qU 0 U 2 4 / 4