高中物理35磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力教案新人教版選修-資料下載頁
2025-06-10 02:39本頁面
【正文】 交變電場）③加速原理：通過“思考與討論”讓學(xué)生自己分析出帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式T = 2πm/q B，明確帶電粒子的周期在q、m、B不變的情況下與速度和軌道半徑無關(guān)，從而理解回旋加速器的原理。在學(xué)生思考之后，可作如下的解釋：如果其他因素(q、m、B)不變，則當(dāng)速率v加大時(shí)，由r=mv/qB得知圓運(yùn)動(dòng)半徑將與v成正比例地增大，因而圓運(yùn)動(dòng)周長也將與v成正比例地增大，因此運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間(周期)仍將保持原值。最后提到了回旋加速器的效能(可將帶電粒子加速，使其動(dòng)能達(dá)到25 MeV～30 MeV)，為狹義相對(duì)論埋下了伏筆。老師再進(jìn)一步歸納各部件的作用：（如圖） 磁場的作用：交變電場以某一速度垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期在q、m、B不變的情況下與速度和軌道半徑無關(guān)，帶電粒子每次進(jìn)入D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間（半個(gè)周期）后平行電場方向進(jìn)入電場加速。電場的作用：回旋加速器的的兩個(gè)D形盒之間的夾縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩個(gè)D形盒正對(duì)截面的勻強(qiáng)電場，帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時(shí)被加速。交變電壓的作用：為保證交變電場每次經(jīng)過夾縫時(shí)都被加速，使之能量不斷提高，須在在夾縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電壓。帶電粒子經(jīng)加速后的最終能量：（運(yùn)動(dòng)半徑最大為D形盒的半徑R）由R=mv/qB有 v=qBR/m 所以最終能量為 Em=mv2/2 = q2B2R2/2m討論：要提高帶電粒子的最終能量，應(yīng)采取什么措施？（可由上式分析）例：1989年初。若改用直線加速器加速，設(shè)每級(jí)的加速電壓為U =105V，則需要幾級(jí)加速？解：設(shè)經(jīng)n級(jí)加速,由neU=E 有 n=E/eU=104（級(jí)）（三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)要點(diǎn)做簡要小結(jié).（四）課后作業(yè)：復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 完成“問題與練習(xí)”4練習(xí)。教學(xué)后記 5
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