第1节 电__子
(对应学生用书页码P16)
一、带负电的微粒 1．阴极射线
由真空管的阴极发射出的一种射线。 2．阴极射线的特点 (1)在真空中沿直线传播。
(2)撞击到玻璃上会产生黄绿色的荧光。 3．本质
带负电的粒子流。 二、微粒比荷的测定 1．比荷
带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷，又称为荷质比。 2．汤姆孙对阴极射线的探究
(1)让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转现象，证明它是带负电的粒子流并求出了其比荷。
(2)结论：粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量远小于氢离子的质量，后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
三、电子电荷量的精确测定 元电荷 1．电子的电量与电荷量子化
(1)电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：
e＝1.60×10－19_C。
(2)带电体所带电荷量具有量子化的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的整数倍，即q＝ne(n是整数)。
2．元电荷
一个电子的电荷量称为元电荷。 [特别提醒]
(1)阴极射线的实质是电子流，不是光线。 (2)电子电荷量e＝1.60×10
－19
C是人们为计算方便而取的近似值，任何物体带电荷量
q＝ne是电子电荷量的整数倍，不能理解为是1.60×10－19 C的整数倍。
1．判断：
(1)阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的。( ) (2)阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光。( ) (3)密立根实验发现了电荷是量子化的。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√
2．思考：汤姆孙是如何通过实验发现电子的？
提示：汤姆孙通过测定阴极射线的电性实验，测得阴极射线中含有带负电的粒子，然后通过测定阴极射线中负粒子的比荷的大小(通过带电粒子在电磁场中的运动实验)从而推理得到阴极射线中的粒子是电子。
(对应学生用书页码P16)
对阴极射线性质的研究 1.阴极射线的本质是电子流，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。
2．带电性质的判断方法
(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质。
(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。
1．如图2-1-1所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )
图2-1-1
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
解析：选B 由于电子沿x轴正方向运动，要使电子射线向下偏转，则所受洛伦兹力向下，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z轴正方向，由此可知B正确。
电子比荷的测定 实验装置如图2-1-2所示，从高压电的阴极C发出的阴极射线，穿过小孔C1、C2后沿直线打在荧光屏A′上。
图2-1-2
1．当在平行极板上加一如图2-1-2所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
2．在平行极板区域加一磁场，且磁场方向垂直纸面向外。当满足条件qv0B＝qE时，则阴极射线不发生偏转。则：v0＝。
3．如图2-1-3所示，根据阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：tan θ＝
EBqEL mv02
图2-1-3
又因为：tan θ＝
y?D＋L??2???
，且v0＝，
EB则：＝
qEy，
m?L?2
?D＋?BL?2?
根据已知量，可求出电子的比荷。
比荷的测定问题就是带电粒子在电磁场中的运动问题的一种实例，求解时要注意： (1)运动粒子的带电性质； (2)正确描绘运动轨迹； (3)熟练应用几何知识帮助求解。
2.如图2-1-4所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的
2017-2018学年高中物理第二章原子结构第1节电子教学案教科版选修3-5
