[選修3-1]36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動2-資料下載頁
2025-11-24 12:24本頁面
【導(dǎo)讀】答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程。、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場中的問題.［磁場對運(yùn)動電荷的作用力］。［不一定，洛倫茲力的計(jì)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(jù)牛頓第二定律，洛倫茲力使運(yùn)動。平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，此洛倫茲力不做功.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑及周期公式.粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供，、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)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(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，由 r=mv/qB得知圓 運(yùn)動 半徑將與 v成正比例地增大，因而圓運(yùn)動周長qBmvr ?? 22 ?也將與 v成正比例地增大，因此 運(yùn)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(dá)到 25 MeV～ 30 MeV)，為狹 義相對論埋下了伏筆。 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，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)動相等的時間（半個周期）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 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(qiáng)電場，帶電粒子經(jīng)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(jīng)過夾縫時都被加速，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，我國投入運(yùn)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(shè)每級的加速電壓為 U = 105V，則需要幾級加速？ 解： 設(shè)經(jīng) n級加速 ,由 neU=E 有 n=E/eU=104（級） （三）對本節(jié)要點(diǎn)做簡要小結(jié) . （四）鞏固新課： 復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 完成“問題與練習(xí)” 4 練習(xí)， 作業(yè)紙。 教后記： 本節(jié)課的內(nèi)容是高考的熱點(diǎn)之一，不僅要求學(xué)生有很強(qiáng)的分析力和運(yùn)動關(guān)系的能力，還要求學(xué)生有一定的平面幾何的知識，在教學(xué)中 要多給學(xué)生思考的時間。
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