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双基限时练(十一) 电子的发觉
1．阴极射线管中的高电压的作用是( )
A．使管内气体电离
B．使管内产生阴极射线
C．使管中障碍物的电势上升
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酷热状态而放射的电子，通过高压对电子加速获得能量，与玻璃发生碰撞而产生荧光，故D正确．
答案 D
2．(多选题)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发觉了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是( )
A．任何物质中均有电子
B．不同的物质中具有不同的电子
C．电子质量是氢离子质量的1 836倍
D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元
解析 汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行争辩，均为同一种相同的粒子——即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子质量，故A、D选项正确．
答案 AD
3．电子的发觉说明( )
A．原子是由原子核和电子组成的
B．物质是带电的且肯定带负电
C．原子可进行再分
D．原子核可再分
答案 C
4．(多选题)关于电荷量，下列说法正确的是( )
A．物体的带电量可以是任意值
B．物体的带电量只能是某些值
C．物体带电量的最小值是1.6×10－19 C
D．一个物体带上1.6×10－9 C的正电荷，这是它失去了1010个电子的原因
答案 BCD
5．(多选题)关于阴极射线，下列说法正确的是( )
A．阴极射线就是淡薄气体导电的辉光放电现象
B．阴极射线是在真空管内由阴极发生的电子流
C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线按直线传播，但可被电场、磁场偏转
答案 BD
6．(多选题)关于空气导电性能，下列说法正确的是( )
A．空气导电，由于空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果
B．空气能够导电，是由于空气分子在射线或强电场作用下电离的结果
C．空气密度越大，导电性能越好
D．空气密度变得越淡薄，越简洁发出辉光
解析 空气是由多种气体组成的混合气体，在正常状况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很简洁与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在淡薄气体环境中导电性能更好，而气体导电时发出辉光．综上所述，正确答案B、D.
答案 BD
7．下图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，在下列措施中可接受的是( )
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 若加磁场，由左手定则可推断其方向应沿y轴正方向；若加电场，依据受力状况可知其方向应沿z轴正方向，故只有B选项正确．应明确管内是电子流，然后依据洛伦兹力和电场力方向的判定方法进行判定．
答案 B
8．如图为示波管中电子枪的原理示意图，A为放射电子的阴极，K为接在高电势的加速极，A、K之间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽视，电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v，下列说法正确的是( )
A．假如A、K之间距离减半而电压仍为U，那么电子离开K的速度为2v
B．假如A、K间距离减半电压仍为U，那么电子经过K时的速度为v
C．假如A、K间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K时的速度为v
D．假如A、K间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K时的速度为
解析 由动能定理可知，电子在加速电场中被加速，eU＝mv2，所以当电压减半后，速度为v，故C选项正确．
答案 C
9．如图所示是对光电效应中产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板相距很近，板间距为d，放在真空中，其中N为锌板，受紫外线照射后将激发出沿不同方向的光电子，光电子打在M板上形成电流，引起微安表指针偏转，若调整变阻器R，渐渐增大两板间电压，可以使光电流渐渐减小到零，当电压表读数为U时，电流恰好为零．断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，渐渐增大磁感应强度，也能使光电流渐渐减小到零，此时的磁感应强度为B，那么光电子的比荷为________．
解析 当电压表的示数为U时，光电流恰好为零，可知，光电子的最大初动能为mv＝eU ①
断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，随B的增大，也能使光电流为零，最大初动能的光电子做圆周运动的直径为板间距d，则Bev0＝ ②
由①②解得＝.
答案
10．为了测定带电粒子的比荷，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d，假如在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来的方向，求为多少？
解析 设带电粒子以速度v0垂直电场方向进入匀强电场，则d＝at2＝()2①
此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，由平衡条件qE＝qv0B，得
v0＝②
由①②两式得＝
解得＝.
答案
11．带电粒子的荷质比(即比荷)是一个重要的物理量．某中学物理爱好小组设计了一个试验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，试验装置如图所示．
(1)他们的主要试验步骤如下：
A．首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电流，放射的电子束从两极板中心通过，在荧屏的正中心处观看到一个亮点；
B．在M1M2两极板间加合适的电场，加极性如图所示的电压，并逐步调整增大，使荧屏上的亮点渐渐向荧屏下方偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，登记此时外加电压为U，请问本步骤的目的是什么？
C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心处消灭亮点，试问外加磁场的方向如何？
(2)依据上述试验步骤，同学们正确地推算出电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关系为＝.一位同学说，这表明电子的荷质比大小将由外加电压打算，外加电压越大则电子的荷质比越大，你认为他的说法正确吗？为什么？
解析 (1)B中荧光屏恰好看不到亮点，说明电子刚好落在正极板靠近荧屏的边缘，目的是利用极板间的距离d表达比荷.C中由于要求洛伦兹力方向向上，依据左手定则，可知磁场方向垂直电场方向、垂直纸面对外．
(2)说法不正确，电子的比荷是电子的固有参数，与测量所加电压U、B以及极板间距离d无关．
答案 见解析
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