3.5洛伦兹力的应用 教案

　一、课标要求

　1、了解洛伦兹力在现代科技中的广泛应用，理解各种仪器的原理和作用。

　2、掌握带电粒子在复合场中运动问题的解题方法和技巧。

　3、在新的问题情景中，在思考、探讨活动中，体会、感悟用基本物理知识解决科学研究中问题的方法。

　4、通过创设真实的、有研究意义的问题情境，激发学生探究问题的热情，了解现代科技研究的发展近况。

　二、课前复习

　1、当一个带电粒子 垂直 射入匀强 磁场时做匀速圆周运动，其向心力是由洛伦兹力提供的

　2、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R和周期T的公式为：

　由,得R=； 由，得T=

　三、自主探究

　1、回旋加速器

　（1）什么是加速器：使带电粒子获得高能量的设备。

　（2）从直线加速器到回旋加速器

　思考与讨论：早期的加速器是通过什么方式提高粒子能量的？它与直线加速器都存在怎样的弊端？

　提示：早期的加速器是用不断提高电源的电压来加速的。而实际所能达到的电压是有限的，因此粒子能量最高只能达到约10MeV。直线加速器，是让带电粒子在多级电场的作用下进行多次加速，这样就导致整个加速器很长。

　（3）回旋加速器的原理

　①构造：核心部分是两个D形金属扁盒，它们之间有一间隙，间隙中心A处是粒子源。D形金属扁盒装在真空室内，磁场方向垂直于D形盒的底面，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。两个D形盒分别与高频电源的两极相连，使间隙中产生交变电场，用来加速带电粒子。

　②原理：

思考与讨论1：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与速度增大时，它的运动周期T是否变化?为什么？要保证粒子每次经过D形盒的间隙时，都能受到合适的电场力加速，高频电源的频率应符合怎样的要求？