20xx-20xx學年滬科版選修3-1學案：第5章磁場與回旋加速器56洛倫茲力與現(xiàn)代科技學案含答案-wenkub.com
2024-12-05 15:36 本頁面
【正文】 11 所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運動，求： 圖 5173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。 洛倫茲力與現(xiàn)代科技 學 習 目 標 知 識 脈 絡(luò) 理． (重點 ) ． (重點 ) 電粒子在兩場中的受力與運動問題． (難點 ) 回 旋 加 速 器 [先填空 ] 1．構(gòu)造圖及特點 (如圖 5173。1 回旋加速器的核心部件是兩個 D形盒 ，它們之間接 交流 電源，整個裝置處在與 D形盒底面垂直的 勻強磁場 中． 2．工作原理 (1)加速條件 交流電的周期必須跟帶電粒子做 圓周運動 的周期 相等 ，即 T＝ 2π mBq . 圖 5173。2 所示 )，但由 T＝ 2π mBq 知，粒子做圓周運動的周期 不變 ． [再判斷 ] 1．回旋加速器交流電的周期等于帶電粒子圓周運動周期的一半． () 2．回旋加速器的加速電壓越大，帶電粒子獲得的最大動能越大． () 3．利用回旋加速器加速帶電粒子，要提高加速粒子的最終能量，應盡可能增大磁感應強度 B和 D形盒的半徑 R.(√) [后思考 ] 回旋加速器中粒子的周期是否變化？粒子的最大速度和 D形盒的半徑有什么關(guān)系？ 【提示】 根據(jù) T＝ 2π mqB ，周期保持不變． 根據(jù) r＝ mvqB， v＝ qBrm . [合作探討 ] 如圖 5173。3 探討 1：回旋加速器所加的電場和磁場各起什么作用？電場為什么是交變電場？ 【提示】 電場對電荷加速，磁場使電荷偏轉(zhuǎn)，為了使粒子每次經(jīng)過 D型盒的縫隙時都被加速，需加上與它圓周運動周期相同的交變電場． 探討 2：粒子每次經(jīng)過 D型盒狹縫時，電場力做功的多少一樣嗎？ 【提示】 一樣． 探討 3：粒子經(jīng)回旋加速器加速后，最終獲得的動能與交變電壓大小有無關(guān)系？ 【提示】 無關(guān)，僅與盒半徑有關(guān)． [核心點擊 ] 1．回旋加速器的主要特征 (1)帶電粒子在兩 D形盒中回旋周期等于兩盒狹縫之間高頻電場的變化周期，與帶電粒子的速度無關(guān)． (2)將帶電粒子在兩盒狹縫之間的運動首尾連起來是一個初速度為零的勻加速直線運動． (3)帶電粒子每加速一次，回旋半徑就增大一次，第一次 qU＝ 12mv21，第二次 2qU＝ 12mv22， 第三次 3qU＝ 12mv23， ? ， v1∶ v2∶ v3＝ 1∶ 2∶ 3∶?. 因 r＝ mvqB，所以各半徑之比為1∶ 2∶ 3?. 2．最大動能 (1)由 r＝ mvqB得，當帶電粒子的速度最大時，其
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