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回旋加速器
教學目標
知識目標
1、知道回旋加速器的基本構造和加速原理．
2、了解加速器的基本用途．
能力目標
通過由直線加速器遷移到回旋加速器的教學，培養學生解決實際問題的能力，開闊學生解決問題的思路．
情感目標
通過介紹我國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機的研制，培養民族自豪感，激發同學們學習科學報效祖國的熱情．
教學建議
教材分析
本節重點是回旋加速器的加速原理．在通過前面帶電粒子在磁場中的運動規律的學習，學生通過反復習電場的相關知識后在理解本節知識時比較容易，需要強調的是：
1、加速電場的平行極板接的是交變電壓，且它的周期和粒子的運動周期相同．
2、當粒子加速到接近光速時，加速粒子就不可能了．
教法建議
由于前面已經學習了帶電粒子在磁場中的運動規律，因此本節內容在教法上可以通過復習相關的電場知識后在，讓學生思考想象加速器的原理，最后得出回旋加速器原理．
在講解時，教師可以通過介紹中國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機的開發以及研制過程，激發學生的民族自豪感，培養學生的愛國主義熱情。
教學設計方案
回旋加速器
一、素質教育目標
（一）知識教學點
1、知道回旋加速器的基本構造和加速原理．
2、了解加速器的基本用途．
（二）能力訓練點
通過由直線加速器遷移到回旋加速器的教學，培養學生解決實際問題的能力，開闊學生解決問題的思路．
（三）德育滲透點
介紹我國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機，培養民族自豪感，激發同學們學習科學報效祖國的熱情．
（四）美育滲透點
用優美的語言介紹我國高能粒子加速器的構造原理，用嚴密的推理，解釋回旋加速器的工作原理，讓學生充分體會物理教學的語言美及推理過程的邏輯美．
二、學法引導
1、教師通過復習提問法導入，創設物理情境啟發學生思考討論，總結規律．
2、學生復習電場知識，積極思考想象，在教師指導下推導，總結回旋加速器的工作原理和規律．
三、重點·難點·疑點及解決辦法
1、重點
回旋加速器的加速原理．
2、難點
加速電場的平行極板接的是交變電壓，且它的周期和粒子的運動周期相同．
3、疑點
當粒子加速到接近光速時，加速粒子就不可能了．
4、解決辦法
應用上節學習的粒子在磁場中運動半徑和周期公式，著力講清回旋加速器加速帶電粒子的原理．
四、課時安排
1課時
五、教具學具準備
回旋回速器掛圖
六、師生互動活動設計
教師先復習提問電場知識導入，通過設問讓學生思考想象出回旋加速器原理，在教師指導下，學生分析、討論、總結規律，再通過例題講解加深理解．課外組織學生討論粒子運動半徑不變的加速器原理．
七、教學步驟
（一）明確目標
（略）
（二）整體感知
本節課講述帶電粒子在磁場中運動在高科技領域中的一個具體運用，首先要引導同學們從直線加速器遷移到回旋加速器，然后分析回旋加速器的加速過程，從而理解它的加速原理，最后比較直線加速器和回旋加速器的優缺點．
（三）重點、難點的學習與目標完成過程
1、直線加速器
我們知道電場可以對帶電粒子加速，如果加速電壓為u，帶電粒子電量為q．帶電粒子從靜止可加速到能量 ，由于電壓的限制，所以一次加速后粒子獲得的能量較小，如何獲得較大的能量呢？（讓學生充分討論．）可采取多級加速的辦法，經過幾次加速后粒子的能量 ，所以直線加速器可使粒子獲得足夠大的能量．但它占地面積太大，能否既讓帶電粒子多次加速，獲得較高能量，又盡可能減少占地面積呢？（讓學生展開想象）
2、回旋加速器
利用帶電粒子在磁場中作圓周運動的特點，可使帶電粒子回旋，為使粒子每經過兩極板時都得到加速，極板間需接上一個交變電壓，每加速粒子一次，帶電粒子運動速率和運動半徑都會增加，它運動的周期會變化嗎？所接在兩極板間的交變電壓的周期T等于多少呢？
（讓學生回答 ）
請同學們討論：加速粒子的最終能量由哪些因素決定？
當帶電粒子速度最大時，其運動半徑也最大，即 ，即 ，再由動能定理得： ，所以要提高加速粒子最后的能量，應盡可能增大磁感應強度B和加速器的半徑 ．
請同學們課后思考，為什么帶電粒子加速后的能量與加速電壓無關呢？
3、回旋加速器和直線加速器的比較
介紹我國正、負電子對撞機．
（四）總結、擴展
本節課我們學習了回旋回速器的加速原理，希望同學們將來在工作和生活中遇到實際問題時，要開闊思路，注意知識的遷移和綜合運用．
八、布置作業
1、1989年初，我國投入運行的高能粒子加速器可把電子的能量加速到2.8GeV，若每級的加速電壓 V，需采用幾級加速器？
九、板書設計
一、直線加速器
1、單級加速
2、多級加速
二、回旋加速器
1、交變的加速電壓周期T
2、多次回旋加速后的能量
三、直線加速器與回旋回速器比較