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回旋加速器:2017高二物理复习

来源:101教育网整理 2017-05-24 字体大小: 分享到:

教学目标
知识目标
  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.

能力目标
  通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学,培养学生解决实际问题的能力,开阔学生解决问题的思路.

情感目标
  通过介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的研制,培养民族自豪感,激发同学们学习科学报效祖国的热情.


 
 教学建议

教材分析
  本节重点是回旋加速器的加速原理.在通过前面带电粒子在磁场中的运动规律的学习,学生通过反复习电场的相关知识后在理解本节知识时比较容易,需要强调的是:
  1、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.
  2、当粒子加速到接近光速时,加速粒子就不可能了.

教法建议
  由于前面已经学习了带电粒子在磁场中的运动规律,因此本节内容在教法上可以通过复习相关的电场知识后在,让学生思考想象加速器的原理,最后得出回旋加速器原理.
在讲解时,教师可以通过介绍中国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的开发以及研制过程,激发学生的民族自豪感,培养学生的爱国主义热情。

 

教学设计方案

回旋加速器

一、素质教育目标

(一)知识教学点

  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)能力训练点

  通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学,培养学生解决实际问题的能力,开阔学生解决问题的思路.

(三)德育渗透点

  介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机,培养民族自豪感,激发同学们学习科学报效祖国的热情.

(四)美育渗透点

  用优美的语言介绍我国高能粒子加速器的构造原理,用严密的推理,解释回旋加速器的工作原理,让学生充分体会物理教学的语言美及推理过程的逻辑美.

二、学法引导

  1、教师通过复习提问法导入,创设物理情境启发学生思考讨论,总结规律.

  2、学生复习电场知识,积极思考想象,在教师指导下推导,总结回旋加速器的工作原理和规律.

三、重点·难点·疑点及解决办法

1、重点

  回旋加速器的加速原理.

2、难点

  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.

3、疑点

  当粒子加速到接近光速时,加速粒子就不可能了.

4、解决办法

  应用上节学习的粒子在磁场中运动半径和周期公式,着力讲清回旋加速器加速带电粒子的原理.

四、课时安排

  1课时

五、教具学具准备

  回旋回速器挂图

六、师生互动活动设计

  教师先复习提问电场知识导入,通过设问让学生思考想象出回旋加速器原理,在教师指导下,学生分析、讨论、总结规律,再通过例题讲解加深理解.课外组织学生讨论粒子运动半径不变的加速器原理.

七、教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

  本节课讲述带电粒子在磁场中运动在高科技领域中的一个具体运用,首先要引导同学们从直线加速器迁移到回旋加速器,然后分析回旋加速器的加速过程,从而理解它的加速原理,最后比较直线加速器和回旋加速器的优缺点.

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

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.)可采取多级加速的办法,经过几次加速后粒子的能量 ,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

  请同学们课后思考,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

  介绍我国正、负电子对撞机.

(四)总结、扩展

  本节课我们学习了回旋回速器的加速原理,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.

八、布置作业

  1、1989年初,我国投入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 V,需采用几级加速器?

九、板书设计

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T

  

2、多次回旋加速后的能量

  

三、直线加速器与回旋回速器比较


回旋加速器回旋加速器

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标签: 高二 物理 电量 高二物理 (责任编辑:米露)
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