2017-2018学年物理人教版选修3-1教学案:第三章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动
2017-2018学年物理人教版选修3-1教学案:第三章  第6节  带电粒子在匀强磁场中的运动第3页

  的电势差,如图3­6­2所示。

  (2)带电粒子在D形盒中只受洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动,运动半周后带电粒子到达D形盒的狭缝处,并

  被狭缝间的电场加速,加速后的带电粒子进入另一D形盒,由粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的半径公式r=知,它运动的半径将增大,由周期公式T=可知,其运动周期与速度无关,即它运动的周期不变,它运动半个周期后又到达狭缝再次被加速,如此继续下去,带电粒子不断地被加速,在D形盒中做半径逐渐增大,但周期不变的圆周运动。

  

  1.自主思考--判一判

  (1)带电粒子进入匀强磁场后一定做匀速圆周运动。(×)

  (2)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期与速度无关。(√)

  (3)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做匀速圆周运动,不可能做类平抛运动。(√)

  (4)回旋加速器的半径越大,带电粒子获得的最大动能就越大。(√)

  (5)利用回旋加速器加速带电粒子,要提高加速粒子的最终能量,应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R。(√)

  (6)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速度的大小有关,而周期与速度、半径都无关。(√)

  2.合作探究--议一议

  (1)带电粒子若垂直进入非匀强磁场后做半径不断变化的运动,这时公式r=是否成立?

  提示:成立。在非匀强磁场中,随着B的变化,粒子轨迹的圆心、半径不断变化,但粒子运动到某位置的半径仍由B、q、v、m决定,仍满足r=。

  (2)回旋加速器中所加的交变电压的周期由什么决定?

  提示:由于回旋加速器工作时,必须满足交变电压周期和粒子在磁场中运动周期相同,即粒子在磁场中运动周期决定了电压周期。

  (3)粒子经回旋加速器加速后,最终获得的动能与交变电压大小有无关系?

提示:无关,仅与盒半径有关。