新課標(biāo)教科版3-1選修三35洛倫茲力的應(yīng)用2(更新版)
【正文】 939年勞倫斯獲諾貝爾物理獎(jiǎng)．那么回旋加速器的工作原理是什么呢？ 教師講解回旋加速器的原理，其間 應(yīng)使學(xué)生明白下面兩個(gè)問(wèn)題： （ 1）在狹縫 A′A′與 AA之間，有方向不斷做周期變化的電場(chǎng)，其 作用是當(dāng)粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)，電源恰好提供正向電壓，使粒子在電場(chǎng)中加速．狹縫的兩側(cè)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其作用是當(dāng)被加速后的粒子射入磁場(chǎng)后，做圓運(yùn)動(dòng)，經(jīng)半個(gè) 圓周又回到狹縫處，使之射入電場(chǎng)再次加速． （ 2）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與速率成正比，隨著每次 加速，半徑不斷增大，而粒子運(yùn)動(dòng)的周期與半徑、速率無(wú)關(guān)，所以每隔相 同的時(shí)間（半個(gè)周期）回到狹縫處，只要電源以相同的周期變化其方向，就 可使粒子每到狹縫處剛好得到正向電壓而加速． 縫狹窄的原因是粒子每次過(guò)狹縫的時(shí)間是變化的，距離短可以使經(jīng)過(guò)縫中電場(chǎng)的時(shí)間短到可以忽略不計(jì)。 ③ 如果粒子進(jìn)入了非勻強(qiáng)的磁場(chǎng)區(qū)域，又該做什么樣的運(yùn)動(dòng)。 那么粒子做什么 曲線 運(yùn)動(dòng)呢？ 是不是向電場(chǎng)中一樣的平拋運(yùn)動(dòng)？ —— 不是，平拋必須是恒力作用下的運(yùn)動(dòng)，象勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)力或重力，但 洛侖茲力 會(huì)隨速度的方向改變而改變， 是變力。 4. 了解帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)規(guī)律在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。 3. 能通過(guò)定圓心，求半徑，算圓心角的過(guò)程利用平幾知識(shí)解決磁場(chǎng)中不完整圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。 [來(lái)源 :Z| x x | m] 【教學(xué)安排】 【新課導(dǎo)入】 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)討論了磁 場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 ──洛侖茲力，下面請(qǐng)同學(xué)們確定黑板上畫(huà)的正負(fù)電荷所受洛侖茲力的大小和方向（ 已知 勻強(qiáng)磁場(chǎng) B、正負(fù)電荷的 q、 m、 v．）． 通過(guò)作圖，我們?cè)僖淮握J(rèn)識(shí)到，洛侖茲力總是與粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直． 所以洛侖茲力 對(duì)帶電粒子究竟會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 這樣一來(lái)粒子還能做直線運(yùn)動(dòng)嗎？ —— 改變速度的方向，但不變速度大小，所以如果沒(méi)有其他力的作用，粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)。 —— 得出粒 子將做勻速螺旋線的運(yùn)動(dòng)。求半 徑可利用三角函 數(shù)，也可利 用勾股定理。網(wǎng) ] 閱讀書(shū) P138/了解回旋加速器的作用以及其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。網(wǎng) ] ② 若將一個(gè)能通過(guò)某速度選擇器的正電荷換成一個(gè) 電量相等速度不變的負(fù)電荷，它還能通過(guò)該速度選擇器嗎？為什么？ —— 能．因?yàn)殡m然它所受電場(chǎng)力和洛侖茲力方向都與正電荷方向相反，但大小仍然相等，其合力仍然為零，所以能通過(guò)． [來(lái)源 :學(xué) .科 .網(wǎng) ] ③ 若將一個(gè)能通過(guò)某速度選擇器的正電荷換成速度 大小 不變，從右邊進(jìn)入，它還能通過(guò)該速度選擇器嗎？為什么？ —— 不 能．因?yàn)殡m然它所受電場(chǎng)力 不變，但洛侖茲力方向反 過(guò)來(lái)了 ， 雖然 大小仍然相等， 但 合力 不 為零，所以 不 能通過(guò)． 因此，我 們可以看到該設(shè)備不看電性、電量大小，只看速度（含大小和方向），所以叫做速度選擇器。磁流體發(fā)電中所采用的導(dǎo)電流體一般是導(dǎo)電的氣體，也可以是液態(tài)金屬。 [來(lái)源 :學(xué)科網(wǎng) ZXXK] 【課后反思】 S R B v 等離子體 a b D v
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