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回到狭缝处，只要电源以相同的周期变化其方向，就可使粒子每到狭缝处刚好得到正向电压而加速。
3、课堂小节
4、实例探究
带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
例1：一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。 （2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是??v θ O B P S qBt。 2m解析：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛仑兹力作用下，做匀速圆周运动。设圆半径为r，则据牛顿第二定律可得：
v2mvBqv?m ，解得r?
Bqr如图所示，离了回到屏S上的位置A与O点的距离为：AO=2r 所以AO?2mv BqvtBq?t rm（2）当离子到位置P时，圆心角：??因为??2?，所以??qBt。 2m例2：如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB=120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ）
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A．2πr/3v0 C．πr/3v0
B．23πr/3v0 D．3πr/3v0
解析：首先通过已知条件找到得t=
所对应的圆心O′，由图可知θ=60°，
60??m?T?，但题中已知条件不够，没有此选项，必须另想办法360?3qBR??。其中R为AB弧所对应的轨道半径，由图v
找规律表示t， 由圆周运动和t= =v
中ΔOO′A可得R=3r，所以t=3r×π/3r0，D选项正确。 答案：D
例3：电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。求匀强磁场的磁感应强度。（已知电子的质量为m，电量为e）
解析：电子在M、N间加速后获得的速度为v，由动能定理得：
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mv-0=eu 2v2电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则： evB=m
r电子在磁场中的轨迹如图，由几何得：
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LL2?d22L2?d2=
r由以上三式得：B=
2LL2?d22mu e5、课余作业：1、完成P108“问题与练习”第1、2、5题。书面完成第3、4题。
1、轨道半径r =2、回旋加速器 （1）直线加速器
①加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电的粒子动能增加，即qU =ΔEk
②直线加速器的多级加速：教材图3．6—5所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经N级的电场加速后增加的动能，ΔEk=q（U1+U2+U3+U4+…Un）
③直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。 （2）回旋加速器
mv 2、周期T =2πm/ qB qB精彩文档
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①由美国物理学家劳伦斯于1932年发明。
②其结构教材图3．6—6所示。核心部件为两个D形盒（加匀强磁场）和其间的夹缝（加交变电场）
③加速原理：通过“思考与讨论”让学生自己分析出带电粒子做匀速圆周运动的周期公式T = 2πm/q B，明确带电粒子的周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，从而理解回旋加速器的原理。 老师再进一步归纳各部件的作用：（如图）
磁场的作用：交变电场以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场加速。
电场的作用：回旋加速器的的两个D形盒之间的夹缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。
交变电压的作用：为保证交变电场每次经过夹缝时都被加速，使之能量不断提高，须在在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。
带电粒子经加速后的最终能量：（运动半径最大为D形盒的半径R） 由R=mv/qB有 v=qBR/m 所以最终能量为 Em=mv/2 = qBR/2m 讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？（可由上式分析） 例：1989年初，我国投入运行的高能粒子回旋加速器可以把电子的能量加速到2.8GeV;若改用直线加速器加速，设每级的加速电压为U =2.0×10V，则需要几级加速？
解：设经n级加速,由neU=E 有 n=E/eU=1.4×10（级）
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