[選修3-1]36帶電粒子在勻強磁場中的運動2-資料下載頁
2024-12-03 12:24本頁面
【導讀】答有關問題.知道質譜儀的工作原理。培養(yǎng)學生的分析推理能力.通過對本節(jié)的學習，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程。、電磁學知識解決帶電粒子在復合場中的問題.［磁場對運動電荷的作用力］。［不一定，洛倫茲力的計算公式為。的低壓水銀蒸氣發(fā)出輝光，顯示出電子的徑跡。［實驗現象］在暗室中可以清楚地看到，在沒有磁場作用時，電子的徑跡是直線；二是分析帶電粒子的受力情況，用左手定則明確帶電粒子初速度與所受到的洛倫。它的速率不變，同時洛倫茲力的大小也不變。四是根據牛頓第二定律，洛倫茲力使運動。平面內做勻速圓周運動，此洛倫茲力不做功.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑及周期公式.粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，、速度選擇器、偏轉磁場、顯示屏等組成.
【正文】 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，從而理解回旋加速器的原理。 在學生思考之后，可作如下的解釋：如果其他因素 (q、 m、 B)不變，則當速率 v加大時，由 r=mv/qB得知圓 運動 半徑將與 v成正比例地增大，因而圓運動周長qBmvr ?? 22 ?也將與 v成正比例地增大，因此 運動一周的時間 (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，使其動能達到 25 MeV～ 30 MeV)，為狹 義相對論埋下了伏筆。 老師再進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入勻強磁場后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，其周期在 q、 m、 B 不變的情況下與速度和軌道半徑無關 ，帶電粒子每次進入 D形盒都運動相等的時間（半個周期）后平行電場 方向進入電場加速。 電場的作用： 回旋加速器的 的兩個 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 D形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經過該區(qū)域時被加速。 交變電壓的作用： 為保證交變電場每次經過夾縫時都被加速，使之能量不斷提高，須在在夾縫兩側加上跟帶電粒子在 D形盒中運動周期相同的交變電壓。 帶電粒子經加速后的最終能量：（運動半徑最大為 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，應采取什么措施？（可由上式分析） 例： 1989 年初，我國投入運行的高能粒子 回旋加速器 可以把電子的能量加速到 。若改用直線加速器加速，設每級的加速電壓為 U = 105V，則需要幾級加速？ 解： 設經 n級加速 ,由 neU=E 有 n=E/eU=104（級） （三）對本節(jié)要點做簡要小結 . （四）鞏固新課： 復習本節(jié)內容 完成“問題與練習” 4 練習， 作業(yè)紙。 教后記： 本節(jié)課的內容是高考的熱點之一，不僅要求學生有很強的分析力和運動關系的能力，還要求學生有一定的平面幾何的知識，在教學中 要多給學生思考的時間。
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