第十八章第1节电子发现
教法分析18.1 电子的发现
第十八章原子结构第1节电子的发现P52阴极射线小标题中主要说的是气体放电，可以略去。
但要让学生明白以下思路（不要求学生复述）：连在电源负极上的某些金属在强电场（高电压）、高温、紫外线的作用会发出一种射线，这种射线叫做阴极射线↓关于阴极射线的两种观点：电磁波～粒子流？↓J. J. 汤姆孙测量阴极射线的比荷（复习带电粒子在电磁场中的运动）↓阴极射线由带电粒子组成但粒子或者质量非常小，或者电荷量非常大↓汤姆孙又直接测量了阴极射线粒子的电荷量↓阴极射线粒子的电荷与质子相当（负电）质量比质子小得多↓发现电子P53思考与讨论q，是一个重要的物理带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷m量。
根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。
建议你依照下面的提示自己算一算。
1. 当金属板D、F之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。
施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。
由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？21块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。
这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个阴极射线微粒受到的洛仑兹力和电场力。
两个力之间应该有什么关系？据此算出阴极射线的速度v的表达式。
由于金属板D、F间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量。
磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。
3. 如果去掉D、F间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。
阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧。
此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力是洛仑兹力。
q的表达式了。
这里要用到步骤2按照以上步骤就可以写出比荷m中求出的阴极射线速度v的表达式。
目的：复习带电粒子在电磁场中的运动，体验科学探究中的分析与论证。
P56第4题与此题相似。
人教版物理九年级下册第十八章第1节 《电能 电功》
18.6
新式电能表
IC卡电能 表
电子式多功能电能表
电子式预付费电能表主要优点
●IC卡预付费用电，先买电，后用电；
●长期工作不须调校；
●一户一卡，具有良好的防伪性；
●剩余电量不足报警；
●超负荷报警；
●能记录用户所发生的最大负载；
●可显示用户的当前负荷；
●采用数码管显示，插卡即显示电量。
解析：1度=1kW·h=1000W·h，则 160W·h=0.16kW·h=0.16度 =0.16×3.6×106J=5.76×105J
知识点 2 电能的计量
电能表（电度表）是 测量用电器在一段时 间内消耗多少电能的 仪表。
计数器： 红框里的数字 是小数点后面 的数字。
计量单位：kW·h 即：度
转盘： 显示电路中是 否在消耗电能。
例2 阻值为4Ω的小灯泡同一个阻值为2Ω的定值电阻串联在6V
的电源上，则通电1min后，电流通过小灯泡所做的功为（ A ）
A．240J
B．360J
C．480J
D．720J
解：由题意可知，灯泡L与定值电阻R串联，因串联电路中总电
阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：
I U 6V 1A R R 4 2
生产铅笔90支
2. 小明家六月份上半月的电能表示数如 图所示，小明家半个月消耗电能 ___1_0_0___kW·h，如果1度电的价格是0.5
07815
6月1日上午
元，半个月应付电费__5_0___元。
08815
解：由图可知，半个月消耗的电能：
6月15日中午
881.5kW·h-781.5kW·h=100kW·h=100度
第1节 电能 电功
3．有关电功计算的导出公式
U2 t W= R W = I2Rt
W = UIt I= U R
5.小明家电能表月初的示数如图所示。如果他家 —个月用了120度电,则月末电能表的示数应 为 kW·h,他家本月应交电
费
/(kW·h)]。
元[当地电费价格为0.5元
【解析】本题是一道实际应用型试题,考查学生
运用知识解决生活中的实际问题的能力。电能表 是测量电功的仪表,计数器上的单位是kW·h,根据 电能表月初的示数和消耗的电能,月末的示数应 为W2=W+W1=120kW·h+82.6kW·h=202.6kW·h,他家应 付电费为120kW·h×0.5元/(kW·h)=60元。 答案：202.6 60
解析： 90 mA=0.09 A W=UIt =220 V×0.09 A×5 h=0.099 kW· h 这只节能灯工作5 h消耗的电能是0.099 kW· h， 即0.099 度。
练一练
2．手机、数码相机等常用充电电池作为电源， 某手机电池的电压为3.6 V，安时容量为750 mA· h。 它充满电后所储存的电能是_______J 9 720 。
之差 。 2.读数方法：电能表计数器上前后两次示数_____
三、电功
电 能转化为 其他形式 1.实质：电流做功的过程就是将___
_________的能的过程。
电流 、 电压 、_____ 2.影响因素：电流做功的多少跟_____ 通电时间有关。 _________ W=UIt 。 3.计算公式：______
人教版初中物理第十八章第1节《电能电功》教案
第十八章第1节《电能电功》教案课标要求：结合实例理解电功教学目标：1.了解电能的来源及应用，能从能量转化的角度认识电能。
2.知道电能的单位，认识电能表，会认读电能表，会通过电能表计算家庭电费。
3.能结合生活实例分析电能转化是通过电流做功实现的。
4. 理解电功的概念、单位及其公式，会用公式进行简单计算5.通过对“1度电在生产、生活中的用途”的认识，增强学生的节能意识。
重点：电能表参数的理解和应用，电能表读数。
难点：结合实例理解电功，计算电功。
教学方法：利用导学问题，学生自主学习，分段小循环学练。
课堂活动：一、利用两张生活图片引入新课。
（投影出示）二、电能请阅读87页至88页第二段完成下列问题：1.电能来自哪里？（1）发电厂中的发电机将____能转化为电能（2）干电池、蓄电池将____能转化为电能（3）卫星太阳能电池板将____能转化为电能2.电能去哪儿啦？（1）电灯把电能转化为_____能，为我们照明。
（2）电风扇把电能转化为_____能，使我们凉快。
（3）电热器把电能转化为_____能，烧水、取暖。
3.电能的国际单位：______，符号______生活中的电能单位：______，符号______它们之间的换算关系：________________4.引导学生电能小结用电器工作的过程就是消耗电能的过程。
即：使电能转化为其他形式能量的过程。
5．教师精讲电能的国际单位：焦耳（J）生活中的电能单位：度，千瓦时（kW·h）1 度=1 kW·h = 3.6×106 J三、电能的计量（一）请学生阅读88、89两页完成下列问题：1、用电器消耗的电能用________来计量2、 220V表示 ___________________________3、10（20）A表示 _______________________4、600r/kwh表示 ________________________5、“50 ～”表示__________________________6、二月份共用电________kw·h每度电按0.5 元计算，二月份的电费为___________（二）提问学生，展示自主学习成果教师补充：有一种电子式单向电能表已开始使用，其中没有转动的铝盘，靠内部的电子电路计算电能，读数由液晶板显示。
人教版高中物理选修3-5教学案：第十八章 第1节 电子的发现 -含答案
第1节电子的发现1．英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2．组成阴极射线的粒子——电子。
3．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。
4．密立根实验发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
一、阴极射线1．实验装置：如图18-1-1所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极；把它们分别连在感应圈的负极和正极上。
图18-1-12．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。
3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。
二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B(A.带正电B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷。
(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同。
证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。
(3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子。
由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。
(2)电荷是量子化的。
3．电子的有关常量1．自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。
(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。
(×)(3)阴极射线在真空中沿直线传播。
(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。
(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。
(√)(6)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。
(×)2．合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电？提示：气体分子内部有电荷，正电荷和负电荷的数量相等，对外呈电中性，当分子处于电场中时，正电荷和负电荷受电场力的方向相反，电场很强时正、负电荷被“撕”开，于是出现了等量的正、负电荷，在电场力作用下做定向运动，气体就导电了。
第十八章电功率
第十八章电功率第1节电能电功物理世界电能表佩戴手表，掌握时间，秒针常被忽视，但特殊情况又非用秒针不可.例如：在测量“学生1分钟跳绳的次数”时，需用手表的秒针来计时.电能表测电能也是如此.人们只关注电能表表格上的数字，而忽略了电能表转动的转盘，它就是电能表上的“秒针”.如图所示，要弄清转盘的作用，首先要理解电能表“1 500 r/（kW·h）”的意义.它表示家庭每用电1 kW·h（即1度电），转盘转动1 500转，转盘转动表明家庭正在用电，转盘不转表明家庭此时没有用电。
每家每户都有电能表，你观察过你家的电能表吗？你家的电能表上都有哪些数据？都代表什么意思？赶快去看看吧。
假如是你家某个月用电300度，算一算你家的电能表转盘转过多少圈。
知识导航重点：理解电能表“××××r/（kW·h）”的意义，理解电能与电功之间的关系。
1.电源是将能转化为能；用电器是将能转化为能.2.电能的国际单位是，符号是，常用单位是，符号是，也称 .1 kW·h = 度= J.3.电能表是测量的仪器，读数时要注意，最右边一位是小数，电能表的单位是________.一个电能表上标有“600 r/（kW·h）”的字样，表示：每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转动转.4.有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功。
电流做功的多少跟_______、______、_______都有关系，电流做功的多少可用计算式表示为__________ 典例精析【例】小明家的电能表上标着3 000 r/（kW·h），一次他为测量他家电视机每天消耗的电能，他断开家里其他所有电器，只打开电视机，测得15 min内电能表转盘转过了90 r.他统计到他家电视机每天平均工作6 h,因此得出电视机一天消耗电能为kW·h，若电价是0.50元/（kW·h），则一个月（按30天计算）仅电视机就需要支付电费元.分析与解答由题意可知，用电器每消耗1 kW·h电能，电能表转3 000 r,那么15 min 转过了90 r,消耗的电能为90r/3 000r/ kW·h=0.03 kW·h,则1 h消耗的电能为0.12 kW·h，一天6 h消耗电能为0.12 kW·h×6=0.72 kW·h,每月需支付的电费为0.72 kW·h×30×0.5元/（kW·h）=10.8元.第5题图小锦囊 在利用电能表测量用电器消耗的电能时，要看清该电能表每消耗1 kW ·h 的电能，电能表上的转盘转动的转数。
人教版九年级物理第十八章第一节《电能 电功》教学设计
3.电能表的读数
教师：电能表不是测量工具，不能像电流表和电压表那样即时读数。由于它要计量一段时间内用电器消耗电能的多少，所以我们应该记录前后两次读数，然后应该怎样做才会知道这段时间用了多少电呢？
4.各种电能表
教师：实际上，除了我们刚才讲过的这个机械式电能表外，还有很多其他种类的电能表，请大家阅读教材89页前半部分内容，思考并回答下面的问题。
2. 科学探究：通过实验和实践活动，让学生亲身体验科学探究的过程，学会提出问题、设计实验、收集数据、分析结论等科学方法。
3. 科学态度：引导学生树立严谨、求实、创新的科学态度，对待物理学习和生活中的物理现象保持好奇心和探究精神。
4. 社会责任：通过了解电能和电功的应用及节约用电的重要性，培养学生的环保意识和社会责任感，积极参与节能减排等社会实践活动。
回答：燃料的化学能转化为电能。
回答：水的动能转化为电能。
回答：化学能转化为电能。
阅读教材并回答：度的学名是千瓦时，是电能的单位。
回答：J。
回答：
1KW•h=3.6×106J。
阅读教材。
回答：用来计量用电器在一段时间消耗的电能。
回答：用电器消耗电能时，圆盘转动，带动上面的计数器计量电能。
回答：以“千瓦时”为计量单位。
二、教材特点分析
1. 注重基础知识的夯实：教材在介绍电能和电功的基本概念时，力求准确、简洁，使学生能够迅速掌握核心概念。同时，教材还通过丰富的实例和练习题，帮助学生巩固所学知识，提高应用能力。
2. 强调理论与实践的结合：教材在介绍电能和电功的计算方法时，注重引导学生通过动手实践来加深理解。通过实际操作和观察，学生能够更加直观地感受电能和电功的转化过程，从而提高学习兴趣和积极性。
2019年高中物理第十八章原子结构第1节第2节原子的核式结构模型电子的发现课件新人教版选修3_5
得出结论：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e 的 整数倍．
答案：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e 的整数 倍
对 α 粒子散射实验的理解 1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图所示．
2．现象 (1)绝大多数的 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进． (2)少数 α 粒子发生较大的偏转． (3)极少数 α 粒子偏转角度超过 90° ，有的几乎达到 180° . 3．注意事项 (1)整个实验过程在真空中进行． (2)α 粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α 粒子才 能穿过． 4．汤姆孙的原子模型不能解释 α 粒子大角度散射的实验结果．
做一做
关于原子结构，汤姆孙提出“葡萄干蛋糕模型”、 )
卢瑟福提出“行星模型”，如图甲和乙所示，都采用了类比推 理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是(
A．人们为便于研究物体的运动而建立质点模型 B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律 C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律 D．托马斯· 杨通过双缝干涉实验证实光是一种波
电子比荷的测定 1910 年美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”，简练而 又精确地测定了电子的电荷量．更重要的是密立根实验发现电 荷是量子化的， 即任何电荷的电荷量只能是元电荷 e 的整数倍， 并求得了元电荷即电子所带的电荷量 e.
密立根实验的原理 (1)如图所示， 两块平行放置的水平金属板 A、 B 与电源相连接， 使 A 板带正电，B 板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上 面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．
(1)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁
(2)组成阴极射线的粒子是电子．( √ ) (3)电子是原子的组成部分， 电子电荷量可以取任意数值． ( × ) (4)α 粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的． ( × ) (5)α 粒子散射实验中大多数 α 粒子发生了大角度偏转或反弹． ( × ) (6)α 粒子大角度的偏转是电子造成的．( × )
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由几何知识求出其半径r。
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：
q m
＝
E B2r
，最后
经定量计算汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子。
2．关于电荷的电荷量下列说法错误的是
()
A．电子的电量是由密立根油滴实验测得的
B．物体所带电荷量可以是任意值
C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 C
D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
解析：阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正 极板一侧，A正确。由于电子带负电，所以其受力情况与正电荷 不同，B错。不同材料所产生的阴极射线都是电子，所以它们的 比荷是相同的，C错。在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的 电子时并未得出电子的电荷量，最早测量电子电荷量的是美国 科学家密立根，D正确。 答案：AD
带电粒子比荷的测定
[例2] 如图18－1－6所示为汤姆孙用来测定电子比荷的 装置。当极板P和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏 的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏 离到O′点，O′点到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略 不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸 面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮 点重新回到O点。已知极板水平方向长度为L1，极板间距为 b，极板右端到荧光屏的距离为L2。
(3)当射线在D、E间做匀速直线运动时有：qE＝Bqv。
当射线在D、E间的磁场中发生偏转时，有
Bqv＝mrv2，同时又有：L＝rsin θ，如图。
可得：mq ＝EBsi2nLθ。 答案：(1)负电 (2)垂直纸面向里
Esin θ (3) B2L
[随堂基础巩固] 1．发射阴极射线的阴极射线管中的高电压的作用是( )
偏，则
()
图18－1－5
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变AB中的电流
方向来实现
D．电子束的轨迹与AB中电流方向无关
[思路点拨] 根据阴极射线的性质和左手定则进行判断 。
[解析] 阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知 ，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB中的电流 由B流向A，且改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹 往上偏。故选项B、C正确。
第
十第
八ห้องสมุดไป่ตู้
1
章节
理解 教材 新知
把握 热点 考向
应用 创新 演练
知识点一 知识点二
考向一 考向二
随堂基础巩固 课时跟踪训练
1.英国物理学家汤姆孙发现了电子。 2.组成阴极射线的粒子——电子。 3.密立根通过“油滴实验”精确测定 了
电子电荷量。
阴极射线
[自学教材] 1．演示实验 如图18－1－1所示，真空玻璃管中K是金属板制成的 阴极 ，接感应线圈的负极，A是金属环制成的阳极 ，接 感应线圈的正极，接电源后，线圈会产生 近万伏 的高电压 加在两极间。可观察到玻璃壁上 淡淡的荧光 及管中物体 在玻璃壁上的影子 。
A．使管内气体电离 B．使管内产生阴极射线 C．使管内障碍物的电势升高 D．使电子加速 解析：在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态 而发射的电子流，通过高电压加速而获得能量，与玻璃碰 撞而产生荧光，故选项D正确。 答案：D
2．英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( ) A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧 B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同 C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量
解析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10－19
C，并提出了电荷量子化的观点，因而A对，B错，C对；
任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对。因此选B。
答案：B
对阴极射线的认识
[例1] 如图18－1－5所示，一只阴极射
线管左侧不断有电子射出，若在管的正下方
放一通电直导线AB时，发现射线的轨迹往下
[答案] BC
例1中，通过施加匀强电场来实现射线往下偏，所加匀强电 场的方向向哪？通过磁场或电场使射线偏转后，其电子的 速度大小如何变化？ 解析：要使射线往下偏，所加匀强电场的方向应向上。 通过磁场使射线偏转时，电子受到的洛伦兹力提供向心力 ，电子的速度大小不变；通过电场使射线偏转时，电场力 对电子做正功，电子的速度增大。 答案：见解析
2．阴极射线 荧光的实质是由于玻璃受到_阴__极___发出的某种射线 的撞击而引起的，这种射线被命名为_阴_极__射__线______。
1.阴极射线从阴极射线管中的阴极发
出，在其间的高电压下加速飞向阳
极，如图18－1－2所示若要使射线
图18－1－2
向上偏转，所加磁场的方向应为
()
A．平行于纸面向左
在测阴极射线比荷的实验中，汤姆孙采用了如图18－1－7所 示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加 速后，水平射入长度为L的D、E平行板间，接着在荧光屏F中 心出现荧光斑。若在D、E间加上方向向下，场强为E的匀强 电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、E电 场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图18－1－ 7中未画)荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场。阴 极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
B．平行于纸面向上
C．垂直于纸面向外
D．垂直于纸面向里
解析：由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向 向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的 电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行 于纸面向上，可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故 C正确。 答案：C
电子的发现 [自学教材]
汤姆孙的探究方法及结论 (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)换用不同材料 的阴极做实验，所得比荷 的数 值都相同，是氢离子比荷的近两千 倍。证明这种粒子 是构成各种物质的共同成分。
(3)结论：
[重点诠释]
带电粒子比荷的测定方法 (1)让粒子通过正交的电磁场(如图18 －1－3)，让其做直线运动，根据二力平 衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)得到粒子的运动 速度v＝EB。
图18－1－3
(2)在其他条件不变的情况下，撤去
电场(如图18－1－4)，保留磁场让粒子
单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供 向心力即Bqv＝mrv2，根据轨迹偏转情况， 图18－1－4