资源简介

(共23张PPT)
说课人：
多功能静电加速器
的设计与使用实验说课
Multifunctional electrostatic accelerator
目 录
CONTENTS
素养与目标
背景与材料
原理与过程
展示与效果
创新与改进
01
02
03
04
05
01
实验素养与目标
Experimental Literacy and Objectives
实验素养与目标
科学探究
1.能结合教材与高考试题，提出静电加速模型并设计相应方案。
2.能用所学知识，对小球的加速现象进行解释。
科学态度与责任
1.通过静电加速器的学习，认识到物理学习是一项创造性的工作。
2.通过设计使用静电加速器，培养学生学习物理的兴趣。
物理观念
1.通过观察多功能静电加速器，知道仪器的设计思想。
2.通过观察带电小球的加速运动，树立电场的物质观和能量观。
科学思维
1.通过重组实验器材，构建带电小球直线加速和圆形加速的物理模型。
2.观察仪器结构，学会分析推理带电小球的加速原理。
3.通过静电加速器学习，创新认识加速器的工作原理。
4.能对静电加速器提出新的改进方案。
素养与目标
Literacy and Objectives
02
实验背景与材料
Experimental Background and Materials
设计背景1
必修第3册 P44-45
选择性必修第2册 P17
设计背景2
选择性必修第2册 P18
回旋加速器的设计思路
“转圈圈”式地被加速，加速器装置所占的空间将大大缩小，而磁场正好能使带电粒子“转圈圈”！于是，人们依据这个思路设计出了用磁场控制轨道、用电场进行加速的回旋加速器( cyclotron )。
回旋加速器的工作原理
如图所示。D1和 D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在磁场中做匀速圆周运动。
设计背景3
教材中提到的直线和回旋加速器属于两个独立加速器、均使用交流电。
01
需设置交流电的周期，使之与带电粒子运动时间或周期相匹配，确保带电粒子同步加速。
02
对学生而言，只能理论分析和观看相应的视频介绍，缺乏操作和体验。
03
中国第一台35兆电子伏质子直线加速器
美国斯坦福大学 直线加速器
美国费米实验室加速器
北京正负电子对撞机
制作材料
直线加速器
圆形加速器
有机玻璃板
导线+钩码
铝箔
高压电源
有机玻璃板
导电小球
圆形轨道（有机玻璃）
圆形铁环
导电小球
铝箔
导线+钩码
03
实验原理与内容
Experimental Principles and Content
实验原型
新圈层
新大国
2015年浙江省高考理综
静电也能使小球加速，而且能循环加速
基本思想
圆
直线
直线加速器原理图与实物图
八等分的有机玻璃板、直轨道、导电小球
组成
接触带电、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
原理
导电小球与铝箔接触后变换电性；循环多级加速
特点
圆形加速器原理图与实物图
60cm的有机玻璃板，圆形轨道、铁环、导电小球
组成
接触带电、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引、弹力提供向心力
原理
导电小球与铝箔接触后变换电性；循环多级加速
特点
教学内容
学会利用器材制作多功能静电加速器。
01
通过多功能静电加速器的使用，能分析解释其工作原理。
02
提出多功能静电加速器的改进方案。
03
04
实验展示与效果
Experimental Display and Effects
05
实验创新与改进
Experimental Innovation and Improvement
创新亮点
圆
直线
设计思想巧妙
01
用一种器材，变换组合后完成直线加速和圆形加速两个实验
创新亮点
原理简单明了
02
采用静电加速，导电小球与铝箔接触后，变换电性，不断加速
创新亮点
实验效果明显
03
导电小球从单个加速到多个加速，极具观赏性。
单球直线加速
双球直线加速
单球圆形加速
多球圆形加速
改进提升
版本升级
3.0
2.0
1.0
改进提升
说课人：
谢谢大家
THANKS

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