20xx-20xx學(xué)年滬科版選修3-1學(xué)案：第5章磁場(chǎng)與回旋加速器56洛倫茲力與現(xiàn)代科技學(xué)案含答案-閱讀頁(yè)
2024-12-29 15:36本頁(yè)面
【正文】 為 t2＝ n2T＝ nπ mqB (n是粒子被加速次數(shù) )，總時(shí)間為 t＝ t1＋ t2，因?yàn)?t1?t2，一般認(rèn)為在盒內(nèi)的時(shí)間近似等于 t2. 1． (多選 )1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖 5173。3 所示，為回旋加速器原理圖． 圖 5173。2 所示 )，但由 T＝ 2π mBq 知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)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(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)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。2 (2)加速特點(diǎn) 粒子每經(jīng)過(guò)一次加速，其軌道半徑就大一些 (如圖 5173。1 回旋加速器的核心部件是兩個(gè) D形盒 ，它們之間接 交流 電源，整個(gè)裝置處在與 D形盒底面垂直的 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 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(yùn)動(dòng) 的周期 相等 ，即 T＝ 2π mBq . 圖 5173。1 所示 ) 圖 5173。 洛倫茲力與現(xiàn)代科技 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 理． (重點(diǎn) ) ． (重點(diǎn) ) 電粒子在兩場(chǎng)中的受力與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題． (難點(diǎn) ) 回 旋 加 速 器 [先填空 ] 1．構(gòu)造圖及特點(diǎn) (如圖 5173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。6173。 角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)同時(shí)存在的空間，如圖 5173。11 所示，微粒在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求： 圖 5173。11 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，該帶電粒子帶何種電荷； (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 【解析】 (1)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力必為零，微粒受重力mg，電場(chǎng)力 qE，洛倫茲力 qvB，由此可知，微粒帶正電，受力如圖所示，qE＝ mg，則電場(chǎng)強(qiáng)度 E＝ mgq . (2)由于合力為零，則 qvB＝ 2mg， 所以 B＝ 2mgqv . 【答案】 (1)mgq 正電荷 (2) 2mgqv
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