2013人教版物理选修3-5课件第18章第一节(精品).ppt

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1、第一节电子的发现第一节电子的发现课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第一节第一节课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道知道电电子是怎子是怎样发现样发现的及其的及其对对人人类类探探索原子索原子结结构的重大意构的重大意义义2知道阴极射知道阴极射线线及其及其产产生方法，了解生方法，了解汤汤姆姆孙发现孙发现电电子的研究方法子的研究方法3能熟能熟练练运用所学知运用所学知识识解决解决电电子在子在电场电场和磁和磁场场中中运运动问题动问题重点重点难难点：点：1.电电子的子的发现过发现过程程2电电子在子在电场电场和磁和磁场场中运中

2、运动动的有关的有关计计算算课前自主学案课前自主学案一、阴极射一、阴极射线线阴阴极极射射线线是是从从阴阴极极射射线线管管的的阴阴极极发发出出的的高高速速运运动动的粒子流，的粒子流，这这些微些微观观粒子是粒子是_二、二、电电子的子的发现发现1897年英国物理学家年英国物理学家_通通过过研究研究_发现发现了了电电子；子；1910年美国物理学家年美国物理学家_通通过过著名的著名的_实验实验精确精确测测定了定了电电子的子的电电荷量荷量电电子子汤汤姆姆孙孙阴极射阴极射线线密立根密立根油滴油滴电电子是原子的子是原子的组组成部分，是比原子更基本的物成部分，是比原子更基本的物质单质单元，元，电电子的子的电电荷量

3、荷量约为约为_C，电电子的子的质质量量约为约为_kg.任何任何带带电电体所体所带电带电量只能是量只能是电电子子电电量的量的_1.610199.11031 整数倍整数倍核心要点突破核心要点突破一、一、发现发现阴极射阴极射线线的的过过程程1辉辉光放光放电现电现象象(1)放放电电管管若若有有稀稀薄薄气气体体，在在放放电电管管两两极极加加上上高高压压可可看看到到辉辉光光放放电电现现象象但但若若管管内内气气体体非非常常稀稀薄即接近真空薄即接近真空时时，辉辉光光现现象消失象消失(2)辉辉光放光放电电的的应应用：利用其用：利用其发发光效光效应应(如霓虹灯、如霓虹灯、日光灯日光灯)以及正常以及正常辉辉光放光放

4、电电的的稳压稳压效效应应(如如氖稳压氖稳压管管)2荧荧光的光的产产生：玻璃管内气体接近真空，生：玻璃管内气体接近真空，辉辉光消失，却在阴极孔外玻管壁上光消失，却在阴极孔外玻管壁上观观察到察到荧荧光，光，并且能使不透明物体并且能使不透明物体产产生阴影，后来生阴影，后来认认定定产产生生这这种种现现象的原因是阴极象的原因是阴极发发出的某种射出的某种射线线撞撞击击玻玻璃的璃的结结果，即阴极射果，即阴极射线线3阴极射阴极射线线的的应应用：如示波管、用：如示波管、电视显电视显像管、像管、电电子子显显微微镜镜，高速的阴极射，高速的阴极射线线打在某些金属靶打在某些金属靶上能上能产产生生X射射线线，还还能用于研

5、究物能用于研究物质质晶体晶体结结构，构，直接用于切割、熔化、直接用于切割、熔化、焊焊接等接等特特别别提提醒醒：(1)辉辉光光现现象象产产生生的的条条件件是是：气气体体稀稀薄薄(2)阴极射阴极射线线的来源：若真空度高，阴极射的来源：若真空度高，阴极射线线的的粒子主要来自阴极；若真空度不高的放粒子主要来自阴极；若真空度不高的放电电管，管，粒子可能来自管中气体；粒子可能来自管中气体；为为了研究阴极射了研究阴极射线线，就必需把玻璃管抽成真空就必需把玻璃管抽成真空即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1关于阴极射关于阴极射线线，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A阴极射阴极射线线就

6、是稀薄气体就是稀薄气体导电导电的的辉辉光放光放电现电现象象B阴极射阴极射线线是在真空管内由阴极是在真空管内由阴极发发出的出的电电子流子流C阴极射阴极射线线是某一是某一频频率的率的电电磁波磁波D阴阴极极射射线线可可以以直直线线传传播播，也也可可被被电电场场、磁磁场场偏偏转转解析：解析：选选BD.阴极射阴极射线线是在真空管中由阴极是在真空管中由阴极发发出出的的电电子流，子流，B正确，正确，C错错电电子可被子可被电场电场、磁、磁场场偏偏转转，D正确正确二、探究阴极射二、探究阴极射线线性性质质的方法的方法1带电带电性性质质的判断方法的判断方法(1)在阴极射在阴极射线线所所经经区域加上区域加上电场电场，

7、通，通过过打在打在荧荧光屏上的亮点的光屏上的亮点的变变化和化和电场电场的情况确定的情况确定带电带电的的性性质质(2)在阴极射在阴极射线线所所经经区域加一磁区域加一磁场场，根据亮点位，根据亮点位置的置的变变化和左手定化和左手定则则确定确定带电带电的性的性质质2比荷的比荷的测测定方法定方法(1)让让阴极射阴极射线线垂直垂直进进入某一入某一电场电场中，在中，在荧荧光屏光屏上亮点位置上亮点位置发发生生变变化化即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.如如图图1811所示，一只阴极射所示，一只阴极射线线管，左管，左侧侧不断有射不断有射线线射出，若在管的正下方放一通射出，若在管的正下方放

8、一通电电直直导线导线AB时时，发现发现射射线线径迹下偏，径迹下偏，则则()A导线导线中的中的电电流由流由A流向流向BB导线导线中的中的电电流由流由B流向流向AC若要使若要使电电子束的径迹往上偏，可以通子束的径迹往上偏，可以通过过改改变变AB中的中的电电流方向来流方向来实现实现D电电子束的径迹与子束的径迹与AB中的中的电电流方向无关流方向无关解析：解析：选选BC.解答此解答此题应题应注意几点：注意几点：(1)阴阴极极射射线线的的粒粒子子带带负负电电，由由左左手手定定则则判判断断管管内磁内磁场场垂直垂直纸纸面向里面向里(2)由安培定由安培定则则判定判定AB中中电电流的方向由流的方向由B向向A.(3

9、)电电流方向改流方向改变变，管内磁，管内磁场场方向改方向改变变，电电子受子受力方向也改力方向也改变变，故，故B、C对对图图1811课堂互动讲练课堂互动讲练类类型一型一测量带电粒子的比荷测量带电粒子的比荷在在汤汤姆姆孙孙测测量量阴阴极极射射线线比比荷荷的的实实验验中中，采采用用了了如如图图1812所所示示的的阴阴极极射射线线管管，从从C出出来来的的阴阴极极射射线线经经过过A、B间间的的电电场场加加速速后后，水水平平射射入入长长度度为为L的的D、G平平行行板板间间，接接着着在在荧荧光光屏屏F中中心心出出现现荧荧光光斑斑若若在在D、G间间加加上上方方向向向向下下，场场强强为为E的匀的匀强强电场电场，

10、阴极射，阴极射线线将向上偏将向上偏转转；例例例例1 1如果再利用通如果再利用通电线电线圈在圈在D、G电场电场区加上一垂区加上一垂直直纸纸面的磁感面的磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场(图图中未画中未画)，荧荧光斑恰好回到光斑恰好回到荧荧光屏中心，接着再去掉光屏中心，接着再去掉电电场场，阴极射，阴极射线线向下偏向下偏转转，偏，偏转转角角为为，试试解决解决下列下列问题问题：(1)说说明阴极射明阴极射线线的的电电性；性；(2)说说明明图图中磁中磁场场沿什么方向；沿什么方向；(3)根据根据L、E、B和和，求出阴极射，求出阴极射线线的比荷的比荷图图1812【思思路路点点拨拨】由由阴阴极极射射线线

11、在在电电场场和和磁磁场场中中受受到到的的电电场场力力和和洛洛伦伦兹兹力力的的方方向向判判断断电电性性和和磁磁场场方方向向，利利用用两两力力的的平平衡衡关关系系，及及阴阴极极射射线线在在磁磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动列方程求解比荷列方程求解比荷【精精讲讲精精析析】(1)由由于于阴阴极极射射线线向向上上偏偏转转，因因此此受受电电场场力力方方向向向向上上，又又由由于于匀匀强强电电场场方方向向向向下下，则则电电场场力力的的方方向向与与电电场场方方向向相相反反，所所以以阴阴极射极射线带负电线带负电(2)由于所加磁由于所加磁场场使阴极射使阴极射线线受到向下的洛受到向下的洛伦兹伦兹力，由左手定力，

12、由左手定则则得磁得磁场场的方向垂直的方向垂直纸纸面向里面向里图图1813【答案答案】见见精精讲讲精析精析【方方法法总总结结】(1)带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中做做类类平平抛抛运运动动，在在匀匀强强磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动，可可利利用几何知用几何知识识求其半径求其半径(2)带电带电粒子通粒子通过过互相垂直的匀互相垂直的匀强强电电磁磁场时场时，可，可使其做匀速直使其做匀速直线线运运动动，根据，根据qEBqv求出速度求出速度电电子子所所带带电电量量的的精精确确数数值值最最早早是是由由美美国国物物理理学学家家密密立立根根通通过过油油滴滴实实验验测测得得的的他他测测定定了了数

13、数千千个个带带电电油油滴滴的的电电量量，发发现现这这些些电电量量都都等等于于某某个个最最小小电电量量的的整整数数倍倍这这个个最最小小电电量量就就是是电电子子所所带带的的电电量量密密立立根根实实验验的的原原理理如如图图1814所所示示，A、B是是两两块块平平行行放放置置的的水水平平金金属属板板，A板板带带正正电电，B板板带带负负电电从从喷喷雾雾器器嘴嘴喷喷出出的的小小油油滴，落到滴，落到A、B两板之两板之间间的的电场电场中中类类型二型二电荷量的量子化电荷量的量子化例例例例2 2小油滴由于摩擦而小油滴由于摩擦而带负电带负电，调节调节A、B两板两板间间的的电电压压，可使小油滴受到的，可使小油滴受到的

14、电场电场力和重力平衡已知力和重力平衡已知小油滴静止小油滴静止处处的的电场电场强强度是度是1.92105 N/C，油滴，油滴半径是半径是1.64104 cm，油的密度是，油的密度是0.851 g/cm3，求油滴所，求油滴所带带的的电电量，量，这这个个电电量是量是电电子子电电量的多量的多少倍？少倍？图图1814【答案答案】8.021019 C5倍倍变变式式训练训练2密立根用密立根用喷雾喷雾的方法的方法获获得了得了带电带电油滴，然后把油滴，然后把这这些些带带有不同有不同电电荷量和荷量和质质量的油量的油滴置于滴置于电场电场中，通中，通过电场过电场力和重力平衡的方法力和重力平衡的方法最最终测终测得了得了

15、带电带电油滴的油滴的电电荷量某次荷量某次测测量中，量中，他得到了如下数据，他得到了如下数据，则则可得出可得出结论为结论为：_.油滴油滴编编号号1234电电荷量荷量/C6.4110199.7010191.610194.821019解解析析：由由表表中中电电荷荷量量一一栏栏中中的的数数据据可可以以看看出出，6.4110 19大大约约为为1.610 19的的4倍倍，9.701019大大约约为为1.61019的的6倍倍，1.61019为为1.61019的的1倍倍，4.821019约约为为1.61019的的3倍倍故可以得出油滴的故可以得出油滴的带电带电荷量都荷量都为为e的整数倍的整数倍答案：答案：带电带电荷量都荷量都为为e的整数倍的整数倍知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用