《（全國(guó)通用版）2022-2023高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)學(xué)案 新人教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用版）2022-2023高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)學(xué)案 新人教版選修3-5（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（全國(guó)通用版）2022-2023高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)學(xué)案 新人教版選修3-5 〔情 景 切 入〕 世界是物質(zhì)的。物質(zhì)是絢麗多彩的：火紅的太陽(yáng)，蔚藍(lán)的大海。還有一些物質(zhì)是肉眼無(wú)法感知到的。物質(zhì)是有結(jié)構(gòu)的，組成物質(zhì)的原子可以再分嗎？它有什么樣的結(jié)構(gòu)呢？道爾頓、湯姆孫、盧瑟福、玻爾等物理學(xué)家心目中的原子是什么樣的呢？學(xué)了本章內(nèi)容，你就能回答以上問(wèn)題了。 〔知 識(shí) 導(dǎo) 航〕 本章內(nèi)容以人們認(rèn)識(shí)微觀世界的過(guò)程為線索，介紹了歷史上著名的實(shí)驗(yàn)及根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)、原子結(jié)構(gòu)、原子光譜和激光的產(chǎn)生的基礎(chǔ)知識(shí)。 本章內(nèi)容可分為二個(gè)單元：第一單元(

2、第1～2節(jié))主要介紹了電子及原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展過(guò)程。第二單元(第3～4節(jié))主要講了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及玻爾理論。 本章的重點(diǎn)是原子的核式結(jié)構(gòu)及氫原子的能級(jí)躍遷。本章的難點(diǎn)是人類研究微觀世界的方法、原子的能級(jí)躍遷。 〔學(xué) 法 指 導(dǎo)〕 1．學(xué)習(xí)本章時(shí)要注意沿著歷史的足跡，了解和認(rèn)識(shí)人類發(fā)現(xiàn)電子、原子結(jié)構(gòu)探索的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家研究問(wèn)題的方法精髓：大膽猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的科學(xué)思維方法，了解原子結(jié)構(gòu)理論在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。 2．要理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)，對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置、怎樣觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都要十分清楚。可采用逆向思維，結(jié)合原子的核式結(jié)構(gòu)模型來(lái)加深理解實(shí)驗(yàn)中絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

3、少數(shù)α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°的原因。 3．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與玻爾原子模型是兩個(gè)重要的原子模型，知識(shí)它們的相同點(diǎn)在于帶正電的核處在圓心上，電子繞核做經(jīng)典的圓周運(yùn)動(dòng)。不同點(diǎn)是玻爾引入了量子化，認(rèn)為電子的軌道半徑和能量值是不連續(xù)的。 4．結(jié)合能級(jí)圖深刻理解氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題，知道原子躍遷的條件是光子能量符合兩個(gè)軌道之間的能量差。知道電離是一種特殊的躍遷。會(huì)結(jié)合能級(jí)圖計(jì)算氫原子躍遷時(shí)釋放或吸收光子的頻率。 ※ 了解電子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程及輝光放電現(xiàn)象 ※ 知道電子的概念及電子的電荷的數(shù)值及質(zhì)量 ※ 體驗(yàn)科學(xué)思想、方法的重要性和科學(xué)家的崇高科學(xué)精神 知識(shí)點(diǎn)

4、1　陰極射線 1．演示實(shí)驗(yàn) 如圖所示，真空玻璃管中K是金屬板制成的__陰極__，接感應(yīng)線圈的負(fù)極，A是金屬環(huán)制成的__陽(yáng)極__，接感應(yīng)線圈的正極，接通電源后，感應(yīng)線圈產(chǎn)生的__近萬(wàn)伏__的高電壓加在兩個(gè)電極之間?？捎^察管端玻璃壁上亮度的變化。 2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾在類似的實(shí)驗(yàn)中看到玻璃壁上__淡淡的熒光__及管中物體在玻璃壁上的__影__。 3．陰極射線 熒光是由于玻璃受到__陰極__發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線被命名為_(kāi)_陰極射線__。 知識(shí)點(diǎn)2　電子的發(fā)現(xiàn) 1．湯姆孫的探究方法 (1)讓陰極射線分別通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，證明它是__帶負(fù)

5、電__的粒子流并求出了其比荷。 (2)換用不同的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得__比荷__的數(shù)值都相同，是氫離子比荷的近__兩千__倍。證明這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共同成分。 (3)進(jìn)一步研究新現(xiàn)象，不論是由于正離子的轟擊，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__——電子。由此可見(jiàn)，電子是原子的__組成部分__，是比原子更__基本__的物質(zhì)單元。 2．密立根“油滴實(shí)驗(yàn)” (1)精確測(cè)定__電子電荷量__。 (2)電荷是__量子化__的。 3．電子的有關(guān)常量 電子的電量： e＝__1.602×10－19__C 根據(jù)比荷，計(jì)算出電子的質(zhì)量為 m＝__9.

6、1×10－31__kg 質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為＝__1836__ 4．電子發(fā)現(xiàn)的重大意義 電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)比原子小的粒子。電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原子__不可再分__的傳統(tǒng)觀念，使人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的__最小__微粒，原子本身也有內(nèi)部__結(jié)構(gòu)__。從此，原子物理學(xué)飛速發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。 預(yù)習(xí)反饋 『判一判』 (1)陰極射線本質(zhì)是氫原子。(×) (2)陰極射線本質(zhì)是電磁波。(×) (3)物體的帶電荷量可以是任意值。(×) (4)物體帶電荷量的最小值為1.6×10－19C。(√) (5)陰極射線在真空中沿直線傳播。(√) 『選一選』

7、(多選)1897年英國(guó)物理學(xué)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(shuō)法正確的是(　AD　) A．湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)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(guò)光電效應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)了電子 C．電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍 D．湯姆孫通過(guò)對(duì)不同材料做陰極發(fā)出的射線研究，并研究光電效應(yīng)等現(xiàn)象，說(shuō)明電子是原子的組成部分，是比原子更小的基本的物質(zhì)單元 解析：湯姆孫和他的學(xué)生測(cè)出陰極射線的電荷及比荷。 『想一想』 如圖所示為湯姆孫的氣體放電管。 (1)在金屬板D1、D2之間加上如圖所示的電場(chǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，

8、說(shuō)明它帶什么性質(zhì)的電荷？ (2)在金屬板D1、D2之間單獨(dú)加哪個(gè)方向的磁場(chǎng)，可以讓陰極射線向上偏轉(zhuǎn)？ 答案：(1)帶負(fù)電　(2)垂直紙面向外 解析：(1)陰極射線在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明射線帶負(fù)電。 (2)要使帶負(fù)電的陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知，需加垂直紙面向外的磁場(chǎng)。 探究一　對(duì)陰極射線的理解　 S　1 在如圖所示的演示實(shí)驗(yàn)中，K和A之間加上近萬(wàn)伏的高電壓后，玻璃管壁上觀察到什么現(xiàn)象？該現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題？ 提示：玻璃管壁上觀察到淡淡的熒光及管中物體在玻璃管壁上的影，這說(shuō)明陰極能夠發(fā)出某種射線，并且撞擊玻璃引起熒光。 G　 1．現(xiàn)象：真空玻璃管兩極加上高電壓

9、，玻璃管壁上發(fā)出熒光及管中物體在玻璃壁上的影。 2．命名：德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦將陰極發(fā)出的射線命名為陰極射線。 3．猜想： (1)陰極射線是一種電磁輻射。 (2)陰極射線是帶電微粒。 4．驗(yàn)證：英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫讓陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)陰極射線帶負(fù)電并測(cè)出了粒子的比荷，從而發(fā)現(xiàn)了電子。 5．實(shí)驗(yàn)：密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測(cè)定了電子的電荷量和電子的質(zhì)量。 D　 典例1　(單選)如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，則陰極射線將(　D　) 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) 解題指導(dǎo)：陰極射線的本質(zhì)是電子流。 解析

10、：通電直導(dǎo)線的電流方向向左，由安培定則可判斷導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)垂直于紙面向外，組成陰極射線的粒子是電子，電子向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知電子向上偏轉(zhuǎn)。故選D。,　　 〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1〕　關(guān)于陰極射線，下列說(shuō)法正確的是(　C　) A．陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電時(shí)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(guó)物理學(xué)家戈德斯坦命名的 D．陰極射線就是X射線 解析：陰極射線是在真空管中由負(fù)極發(fā)出的電子流，故A、B錯(cuò)誤；最早由德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦在1876年提出并命名為陰極射線，故C正確；陰極射線本質(zhì)是電子流，故D錯(cuò)誤。 探究二　電子比荷的測(cè)定方法　 S　2 帶電粒

11、子的比荷有哪些測(cè)定方法？ 提示：兩種方法——電偏轉(zhuǎn)、磁偏轉(zhuǎn) G　 根據(jù)電場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)電子(帶電粒子)的偏轉(zhuǎn)測(cè)量比荷 (1)讓粒子通過(guò)正交的電磁場(chǎng)(如圖)，讓其做直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，即F洛＝F電(Bqv＝qE)得到粒子的運(yùn)動(dòng)速度v＝。 (2)在其他條件不變的情況下，撤去電場(chǎng)，保留磁場(chǎng)讓粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力即Bqv＝，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識(shí)求出其半徑r，得＝＝ (3)當(dāng)電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，y＝at2＝，測(cè)出電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)量也可以確定比荷。 D　 典例2　如圖所示，是對(duì)光電管產(chǎn)生的光電子進(jìn)行荷質(zhì)比測(cè)定的原理圖。兩塊平行金屬板間距為d，其中N為鋅板，受紫

12、外光照射后將激發(fā)出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，開(kāi)關(guān)S閉合，電流表A有讀數(shù)，若調(diào)節(jié)變阻器R，逐漸增大極板間的電壓，A表讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，A表讀數(shù)恰好為零；斷開(kāi)S，在MN間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，A表讀數(shù)也恰好為零。求光電子的比荷e/m的表達(dá)式。 解題指導(dǎo)：(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零，所以光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝mv2＝eU；(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流恰好為零，所以當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，具有最大初動(dòng)能的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑剛好為兩塊平行板的間距d。 答案： 解析：由題意得eU＝mv2 ① evB＝m ② R＝ ③ 由①

13、②③得＝。,　　 〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2〕　如圖所示，電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為l、板間距離為d、電勢(shì)差為U的平行板電容器中，出電場(chǎng)時(shí)打在屏上P點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量O′P距離為Y0，求電子的比荷。 答案： 解析：由于電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足 Y0＝at2＝()2＝ 則＝ 電子電荷量的測(cè)定 1．電子的電荷量 1910年美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”簡(jiǎn)練精確地測(cè)定了電子的電量。電子電荷的現(xiàn)代值為e＝1.602×10－19C。 2．電子電荷量的測(cè)定 (1)密立根實(shí)驗(yàn)的原理 a．如圖所示，兩塊平行放置的水平金屬板A、B與電源相

14、連接，使A板帶正電，B板帶負(fù)電。從噴霧器噴嘴噴出的小油滴經(jīng)上面的金屬板中間的小孔，落到兩板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。 b．小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可以使小油滴靜止在兩板之間，此時(shí)電場(chǎng)力和重力平衡即mg＝Eq，則電荷的電量q＝。 他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電量，發(fā)現(xiàn)這些電量都是某個(gè)最小電量的整數(shù)倍，這個(gè)最小的電量就是電子的電量。 (2)密立根實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何電荷的電荷量只能是元電荷e的整數(shù)倍，并求得了元電荷即電子或質(zhì)子所帶的電荷量e。 案例　如圖，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。已知兩板間電

15、壓為U，間距為d時(shí)，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＝____。 其次實(shí)驗(yàn)得q的測(cè)量值見(jiàn)下表(單位：10－19C) 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 分析這些數(shù)據(jù)可知：__油滴的帶電荷量是1.6×10－19C的整數(shù)倍，故電荷的最小電荷量為1.6×10－19C__。 解析：mg－Eq＝0，mg－kv＝0，解得q＝kv/E。油滴的帶電荷量是1.6×10－19C的整數(shù)倍，故電荷的最小電荷量為1.6×10－19C。 1．(山東海岳中學(xué)2017～2018學(xué)年高二下學(xué)

16、期期中)關(guān)于陰極射線，下列說(shuō)法正確的是(　D　) A．陰極射線是一種電磁輻射 B．陰極射線是在真空管內(nèi)由陰極發(fā)出的光子流 C．陰極射線是組成物體的原子 D．陰極射線可以直線傳播，也可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn) 解析：陰極射線是由陰極直接發(fā)出的電子流，可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 2．(多選)(浙江省臺(tái)州2016～2017學(xué)年高三模擬)如圖是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖。油滴從噴霧器嘴噴出，落到圖中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，調(diào)節(jié)兩板間的電壓，通過(guò)顯微鏡觀察到某一油滴靜止在電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(　AD　) A．油滴帶負(fù)電 B．油滴質(zhì)量可通過(guò)天平來(lái)測(cè)量 C．只要測(cè)出兩板間的距離和電壓就

17、能求出油滴所帶的電荷量 D．該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍 解析：由圖知，電容器板間電場(chǎng)方向向下，油滴所受的電場(chǎng)力向上，則知油滴帶負(fù)電，故選項(xiàng)A正確；油滴的質(zhì)量很小，不能通過(guò)天平測(cè)量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)油滴受力平衡得mg＝qE＝q，得q＝，所以要測(cè)出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴所帶的電荷量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)研究可知：該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍，故選項(xiàng)D正確。 3．(江西省南昌2016～2017學(xué)年高二檢則)如圖所示，電子由靜止從O點(diǎn)經(jīng)電場(chǎng)U加速后垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在MN板的P點(diǎn)，射入點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為d，求電子的比荷的表

18、達(dá)式。(不考慮電子的重力) 答案： 解析：設(shè)電子的電荷量為q、質(zhì)量為m， 在加速電場(chǎng)U中加速的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理，有 qU＝ 解得v＝ 垂直進(jìn)入磁場(chǎng)后，電子受到的洛倫茲力提供向心力，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有Bqv＝m 由題意又知： R＝ 由以上各式整理可得電子的比荷為：＝ 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～2題為單選題，3～5題為多選題) 1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　D　) A．陰極射線的本質(zhì)是紫外線 B．陰極射線的本質(zhì)是紅外線 C．陰極射線的本質(zhì)是X射線 D．陰極射線的本質(zhì)是電子流 解析：陰極射線的本質(zhì)是帶電的粒子流，即電子流。故D項(xiàng)正確。

19、 2．關(guān)于電荷的電荷量，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　B　) A．電子的電荷量是由密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 B．物體所帶電荷量可以是任意值 C．物體所帶電荷量最小值為1.6×10－19C D．物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 解析：密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量為1.6×10－19C，并提出了電荷量子化的觀點(diǎn)，因而A、C正確，B錯(cuò)誤；任何物體的電荷量都是e的整數(shù)倍，故D正確，因此選B。 3．關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，下列判斷正確的是(　AC　) 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原子比荷大 D．陰極射線的比荷比氫原子比荷小 解析：通過(guò)讓陰極射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中

20、的偏轉(zhuǎn)的研究發(fā)現(xiàn)陰極射線帶負(fù)電，而且比荷比氫原子的比荷大得多，故A、C正確。 4．如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，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(　BC　) A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸正方向 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軸正方向 D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向 解析：由于電子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，若所受洛倫茲力向下，使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知磁場(chǎng)方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場(chǎng)使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，所受電場(chǎng)力方向向下，電場(chǎng)方向沿z軸正方向。 5

21、．關(guān)于空氣的導(dǎo)電性能，下列說(shuō)法正確的是(　BD　) A．空氣導(dǎo)電，因?yàn)榭諝夥肿又杏械膸д?，有的帶?fù)電，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng) 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 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、受熱或強(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)電荷重新復(fù)合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在稀薄空氣中導(dǎo)電性能更好，故選項(xiàng)B、D正確。

22、二、非選擇題 6．如圖所示為美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的金屬板間距為d。油滴從噴霧器的噴嘴噴出時(shí)，由于與噴嘴摩擦而帶負(fù)電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過(guò)上面金屬板的小孔進(jìn)入平行金屬板間，當(dāng)平行金屬板間不加電壓時(shí)，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)上板帶正電，下板帶負(fù)電，兩板間的電壓為U時(shí)，帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)。已知油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為ρ，已測(cè)量出油滴的直徑為D(油滴可看做球體，球體體積公式V＝πD3)，重力加速度為g。 (1)設(shè)油滴受到氣體的阻力

23、f＝kv，其中k為阻力系數(shù)，求k的大?。? (2)求油滴所帶電荷量。 答案：(1)πρD3g　(2) 解析：(1)油滴速度為v1時(shí)所受阻力f1＝kv1，油滴向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力平衡，有f1＝mg m＝ρV＝πρD3，則k＝πρD3g (2)設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場(chǎng)力為 F電＝qE＝q 油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力向下，油滴受力平衡，則 kv2＋mg＝q 油滴所帶電荷量為q＝。 能力提升 一、選擇題(1題為單選題，2～4題為多選題) 1．向熒光屏上看去，電子向我們飛來(lái)，在偏轉(zhuǎn)線圈中通過(guò)如圖所示的電流，電子的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)?　A　) A．向上 B．向下

24、 C．向左 D．向右 解析：根據(jù)安培定則，環(huán)形磁鐵右側(cè)為N極、左側(cè)為S極，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，利用左手定則可知，電子向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確。 2．如圖所示，關(guān)于高壓的真空管，下列說(shuō)法中正確的是(　BD　) A．加了高壓的真空管中可以看到輝光現(xiàn)象 B．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極 C．U1為高壓電源，U2為低壓電源 D．甲為環(huán)狀物，乙為熒光中出現(xiàn)的陰影 解析：真空中不能發(fā)生輝光放電。U1為低壓電源，U2為高壓電源。 3．如圖所示，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(shí)，發(fā)現(xiàn)射線徑跡下偏，則(　BC　) A．導(dǎo)線中的電流由A流向B B．

25、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(guò)改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn) D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān) 解析：陰極射線的粒子帶負(fù)電，由左手定則判斷管內(nèi)磁場(chǎng)垂直紙面向里。由安培定則判定AB中電流的方向由B向A，A錯(cuò)誤，B正確。電流方向改變，管內(nèi)磁場(chǎng)方向改變，電子受力方向也改變，故C正確，D錯(cuò)誤。 4．如圖所示是電視機(jī)顯像管原理圖，如果發(fā)現(xiàn)電視畫(huà)面的幅度比正常偏小，可能是下列哪些原因引起的(　BCD　) A．電子槍發(fā)射能力減小 B．加速電壓的電壓過(guò)高，電子速度偏大 C．偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，偏轉(zhuǎn)線圈有效匝數(shù)減少 D．偏轉(zhuǎn)線圈中電流過(guò)小，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)減弱 解析

26、：電視畫(huà)面幅度減小是由于電子偏轉(zhuǎn)角度太小。一是因?yàn)殡娮拥乃俣忍?，即加速電壓過(guò)高；二是因?yàn)槠D(zhuǎn)磁場(chǎng)太弱，偏轉(zhuǎn)線圈中電流太小或匝間短路引起的有效匝數(shù)減少都會(huì)使磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，故選項(xiàng)B、C、D正確。 二、非選擇題 5．在湯姆孫測(cè)陰極射線比荷的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖所示的陰極射線管，從C出來(lái)的陰極射線經(jīng)過(guò)A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、G平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑。若在D、G間加上方向向下，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，陰極射線將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、G電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà))，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，偏

27、轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問(wèn)題： (1)說(shuō)明陰極射線的電性； (2)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)沿什么方向； (3)根據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線的比荷。 答案：(1)帶負(fù)電　(2)垂直紙面向里　(3)＝ 解析：(1)由于陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，因此受電場(chǎng)力方向向上，又由于勻強(qiáng)電場(chǎng)方向向下，則電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，所以陰極射線帶負(fù)電。 (2)由于所加磁場(chǎng)使陰極射線受到向下的洛倫茲力，由左手定則得磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。 (3)設(shè)此射線帶電量為q，質(zhì)量為m，當(dāng)射線在DG間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 qE＝Bqv 當(dāng)射線在DG間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，有 Bqv＝ 同時(shí)又有L＝r·sinθ 解得＝