登陆21世纪教育 助您教考全无忧 学案 提示1：本节课中涉及的带电粒子是由粒子源产生的，一般是指：质子（）、电子（）、α粒子（）、氕（）、氘（）、氚（）等。没特别说明时，不计重力。 提示2：判定物体的运动形式，要根据其所受合外力的情况和初速度方向的关系来确定。 提示3：一带正电的粒子（不计重力）如图示进入匀强磁场，画出其在匀强磁场中的运动轨迹。 【思考】：如何才能使带电粒子加速？设计方案并画出情景示意图 （一）、带电粒子的直线加速 思考1：在一级直线加速中，质量为m、电量为+q的带电粒子飘入该电场，则穿出电场后的速度大小是多少？ 思考：画出多级直线加速器的构造示意图，分析其使带电粒子加速的工作原理，写出带电粒子在其中被加速的过程中有哪些特点？ （二）、回旋加速器 （1）D形盒、交变电场、匀强磁场的作用是什么？ （2）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为什么越来越大？ （3）带电粒子经回旋加速器加速后所获得的最大速率是多少？所获得的最大能量是多少？ （4）要使带电粒子获得更高的能量可以采用哪些措施？ （三）、小结 21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 2 页） 版权所有@21世纪教育网(
课件网) 加速器 授课人：刘宗红 高二物理（必修加选修）人教版 思考：如何才能使带电粒子加速呢？ 利用电场可使带电粒子直线加速。 利用电场和磁场可使带电粒子加速。 （一）、直线加速器： 思考1：利用如图所示的电场给带电粒子加速，其所获得的速度为多少？ 思考2：如何才能使带电粒子获得更大的速度呢？ 不能。因为从图上可以看出，在相邻两级加速电场的中间，还夹着一个反向电场，当带电粒子通过时，将会受到阻碍作用。 思考3：按如图所示的方案，真能实现多级加速吗？为什么？ 如图所示，通 过多级加速使带电粒 子获得更大的速度。 反向电场 思考4：如何改进？ 加速电场 一级 二级 三级 四级 v1 提示：设一质子飘入该电场，分析其运动情况。 + - v1 + - 二级 v2 + - A B A B 思考4：改进1:使用交流电源 0 u -u T 2T 3T t A B 改进2:多级直线加速 带电粒子经过n级电场加速后，获得的能量是多少？ T/2 T/2 T/2 带电粒子每经过第n级加速和下一个相邻的第n个圆筒所用的时间均恰好为T/2 带电粒子经过n级电场加速后，获得的能量是多少？ 一级 二级 三级 四级 …… T/2 T/2 T/2 t 0 U u -u T 2T 3T T/2 T/2 T/2 金属圆筒5 T/2 T/2 1 2 3 4 多级直线加速器 B A t=0时φB>φA +q、m、v0=0 斯坦福直线加速器中心鸟瞰图 如何才能使带电粒子既实现了多级加速，又不必增加设备的长度呢？ 在一个电场外再加一个磁场，使经电场加速后穿出的带电粒子又重返电场，进行再次加速，从而使带电粒子获得更大的速度，这样的装置叫回旋加速器。 直线加速器最大的缺点是什么？ 设备过长。例如北京正负电子对撞机的注入器部分，就是一个全长200多米的直线加速器。 思考： 思考： 思考：回旋加速器的基本结构是什么？ 回旋加速器的基本结构： D形盒（空心的D形金属盒）、强电磁铁、交变电场、粒子源、引出装置等。 （二）、回旋加速器： 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为什么越来越大？ 交变电场、匀强磁场的作用分别是什么？ 带电粒子（如质子）经回旋加速器加速后，所获得的最大速率是多少？所获得的最大能量是多少？ 要使带电粒子获得更高的能量可以采用哪些措施？ 思考1： 思考2： 思考3： 思考4： 如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大D形盒半径，是不是就可以使带电粒子获得任意高的能量了？ 不是。用这种经典的回旋加速器来加速粒子，最高能量只能达到20兆电子伏。这是因 ... ...
