洛仑兹力的应用回旋加速器PPT学习教案

1、会计学1 洛仑兹力的应用回旋加速器洛仑兹力的应用回旋加速器 新课教新课教 学学一一, ,加速器的历史回顾加速器的历史回顾. . 1,1,高压加速器高压加速器 A A 模型模型 B B 弊端弊端 2,2,多级加速器多级加速器 A A 模型模型 B B 弊端弊端 3,3,回旋加速器的模型回旋加速器的模型 高压高压 VO VO 注意:磁场与电场的特点 第1页/共8页 U B B 3,3,回旋加速器的模型回旋加速器的模型 新课教新课教 学学 第2页/共8页 二二, ,回旋加速器模型的原理分析回旋加速器模型的原理分析 1,1,基本结构基本结构: :其核心部分是其核心部分是( ),( ),就象沿直径把就象

2、沿直径把 一圆形金属扁盒切成两半再拉开一个窄缝一圆形金属扁盒切成两半再拉开一个窄缝 , ,在中心附在中心附 近放有近放有( ),( ),两盒置于巨大两盒置于巨大( )( )两极之间的真空两极之间的真空 容器中容器中, ,磁场方向磁场方向( )( )于金属盒底面于金属盒底面, ,两盒分别接在两盒分别接在( ( ) )两极两极, ,这样在两盒间窄缝中就形成一方向可变的这样在两盒间窄缝中就形成一方向可变的( ( ).).从粒子源发出的带电粒子在窄缝中被从粒子源发出的带电粒子在窄缝中被( ),( ),在匀在匀 强磁场做强磁场做( ),( ),经窄缝再经窄缝再( ),( ),再经磁场再经磁场( ( ),

3、 ), 经电场经电场( ),( ),所以回旋加速器的作用是所以回旋加速器的作用是利用电场利用电场 对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得 高能粒子的装置高能粒子的装置. . 2,2,运行参数运行参数:D:D盒半径盒半径r r 电源电压电源电压U U 新课教新课教 学学 第3页/共8页 新课教新课教 学学 三、应用分析三、应用分析 1 1、D D形扁盒的主要作用？形扁盒的主要作用？ 2 2、在加速区有没有磁场？对带电粒子有没有影响？粒、在加速区有没有磁场？对带电粒子有没有影响？粒 子所能达到的最大速度与什么因素有关？子所能达到的最大速度与

4、什么因素有关？ 3 3、用一个回旋加速器加速一个带电粒子、用一个回旋加速器加速一个带电粒子, ,若第一次加若第一次加 速速 后该粒子的回旋半径为后该粒子的回旋半径为r,r,则第则第k k次加速后的回旋半径为次加速后的回旋半径为 多少多少? ? 4、用同一回旋加速器分别对质子和氘加速后、用同一回旋加速器分别对质子和氘加速后( ) A 、质子获得的动能大、质子获得的动能大 B、 氘核获得的动能大氘核获得的动能大 C 、两种粒子获得的动能一样大、两种粒子获得的动能一样大 D 、无法确定、无法确定 5、在回旋加速器中（）、在回旋加速器中（） 电场用来加速带电粒子电场用来加速带电粒子 磁场用来使带电粒子

5、磁场用来使带电粒子 旋转旋转 电场与磁场同时用来加速带电粒子电场与磁场同时用来加速带电粒子 电场与电场与 磁场同时用来使带电粒子旋转磁场同时用来使带电粒子旋转 第4页/共8页 6 6、关于回旋加速器、关于回旋加速器, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( )( ) A A、在磁感应强度一定的情况下、在磁感应强度一定的情况下, ,回旋加速器回旋加速器D D形盒形盒 的半径越大的半径越大, ,同一带电粒子获得的动能越大同一带电粒子获得的动能越大 B B、在回旋加速器、在回旋加速器D D形盒半径一定的情况下形盒半径一定的情况下, ,磁场越磁场越 强强, ,同一带电粒子获得的动能越大同一带电粒子获得的

6、动能越大 C C、在回旋加速器、在回旋加速器D D形盒半径和磁感应强度一定的形盒半径和磁感应强度一定的 情况下情况下, ,交流电源的电压越大交流电源的电压越大, ,同一带电粒子获得的动同一带电粒子获得的动 能越大能越大 D D、在回旋加速器、在回旋加速器D D形盒半径和磁感应强度一定的形盒半径和磁感应强度一定的 情况下情况下, ,同一带电粒子获得的动能与交流电的电压无同一带电粒子获得的动能与交流电的电压无 关。关。 第5页/共8页 7 7、一回旋加速器、一回旋加速器, ,当外加磁场一定时当外加磁场一定时, ,可把质子加速到可把质子加速到 V,V,使它获得的能量为使它获得的能量为E EK K,

7、,不考虑相对论效应的情况下不考虑相对论效应的情况下 , ,则则 (1)(1)能把能把a a粒子加速到的速度为粒子加速到的速度为( ) ( ) A A、V V B B 、V/2V/2、2V D2V D、 V/4 V/4 (2)(2)能使能使a a粒子获得的最大动能为粒子获得的最大动能为( ( ） A A 、E EK K B B、 、 2E2EK K C C 、E EK K/2/2 D D、 、 E EK K (3)(3)加速加速a a粒子的交变电场频率与加速质子的交变电粒子的交变电场频率与加速质子的交变电 场频率之比为场频率之比为( ) ( ) A A 、1 1：1 B 1 B 、2 2：1 C

8、1 C、1 1：2 D2 D、1 1：4 4 8、回旋加速器磁场的磁感应强度、回旋加速器磁场的磁感应强度B=1.5T,它的最大回旋它的最大回旋 半径为半径为r=0.50m,当它分别加速质子和当它分别加速质子和粒子时问粒子时问:(1)加在加在 D形盒间交变电压的频率之比形盒间交变电压的频率之比; (2) 粒子最大速率之比（粒子最大速率之比（3 ）粒子所获得的最大动能之比。）粒子所获得的最大动能之比。 第6页/共8页 如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面的匀强如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面的匀强 磁场，质量为磁场，质量为m，电量为，电量为q的粒子，在环

9、中做半径为的粒子，在环中做半径为R的圆周运动，的圆周运动，A、 B为两块中心开有小孔的极板，原来电势均为零，每当粒子飞经为两块中心开有小孔的极板，原来电势均为零，每当粒子飞经A板时，板时， A板电势升高为板电势升高为U，B板电势仍保持为零，粒子在两极中得到加速每板电势仍保持为零，粒子在两极中得到加速每 当粒子离开时，当粒子离开时，A极电势又降为零，粒子在电场中一次一次加速下动能不极电势又降为零，粒子在电场中一次一次加速下动能不 断增大，而绕行半径不变断增大，而绕行半径不变 （1）设）设 t=0时，粒子静止在时，粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并开板小孔处，在电场作用下加速，并开 始绕行第一回，求粒子绕行始绕行第一回，求粒子绕行n圈回到圈回到A板时获得的动能板时获得的动能En （2）