高三物理 回旋加速器

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1、回旋加速器一、教学目标1.知道回旋加速器的基本构造和加速原理。2.了解加速器的基本用途。二.难点重点1.回旋加速器的加速原理.2.加速电场的平行极板接的是交变电压,且它的周期和粒子的运动周期相同.三.教学过程:(一)引入新课:带电粒子在匀强电场中做什么运动?(设初速度方向与电场方向相同)(二)新课教学:1.直线加速器我们知道电场可以对带电粒子加速,如果加速电压为U,带电粒子电量为q,带电粒子从静止可加速到能量,由于电压的限制,所以一次加速后粒子获得的能量较小,如何获得较大的能量呢?(让学生充分讨论.)可采取多级

2、加速的办法,经过几次加达后粒子的能量。所以直线加速器可使粒子获得足够大的能量.但它占地面积太大,能否既让带电粒子多次加速,获得较高能量,又尽可能减少占地面积呢?(让学生展开想象)2.回旋加速器利用带电粒子在磁场中作圆周运动的特点,可使带电粒子回旋,为使粒子每经过两极板时都得到加速,极板间需接上一个交变电压,每加速粒子一次,带电粒子运动速率和运动半径都会增加,它运动的周期会变化吗?所接在两极板间的交变电压的周期T等于多少呢?{让学生回答)请同学们讨论:加速粒子的最终能量由哪些因素决定?当带电粒子速度最大时,其运动

3、半径也最大,即,即,再由动能定理得:,所以要提高加速粒子最后的能量,应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径。请同学们思考,为什么带电粒子加速后的能量与加速电压无关呢?3.回旋加速器和直线加速器的比较4.例题分析1.1989年初,我国投人运行的高能粒子加速器可把电子的能量加速到2.8GeV,若每级的加速电压U=200000V,需采用几级加速器?2.如图所示,M、N为一块薄金属板,截面厚度为d,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个α粒子(电量为q,质量为m),由A点垂直于板面飞入磁场中,其运动轨迹如图所示,R

4、和r分别表示两圆的半径,(1)匀强磁场的方向如何?(2)α粒子每次穿过金属板所受的平均阻力为多少?(3)若图中r=,则α粒子可穿过板几次?(4)设α粒子从A点运动开始计时,至少要多少时间才能停下?(穿透时间不计.)四、小结:本节课我们学习了回旋加速器的加速原理,希望同学们将来在工作和生活中遇到实际问题时,要开阔思路,注意知识的迁移和综合运用.五、板书设计:回旋加速器一、直线加速器1.单级加速2.多级加速二、回旋加速器1.交变的加速电压周期T2.回旋加速器加速后的能量三、直线加速器与回旋加速器比较.

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