Question

【題目】現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，因電流變化而產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為(k為一定值)。下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.為使電子加速，電磁鐵的磁性應(yīng)逐漸減弱

B.為使電子加速，感生電場(chǎng)的方向應(yīng)該沿逆時(shí)針方向

C.為使電子加速，當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，電流應(yīng)該增大

D.電子在圓形軌道中加速一周的過程中，感生電場(chǎng)對(duì)電子所做的功為2

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．為使電子加速，應(yīng)使感生電場(chǎng)方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反，由于電子沿沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，如果電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，由楞次定律可得，電磁鐵的磁性應(yīng)逐漸增強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；

B．由于電子帶負(fù)電，所以感生電場(chǎng)的方向應(yīng)該沿順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；

C．當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，若電流增大，根據(jù)楞次定律，可知渦旋電場(chǎng)的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，電子將沿逆時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為

感生電動(dòng)勢(shì)

電子運(yùn)動(dòng)一周感生電場(chǎng)始終做正功

故D錯(cuò)誤。

故選C。