题目内容
(2011?辽宁二模)现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备.如图将一个光滑的环形真空室垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,B随时间均匀变化,B=kt(k为大于零的常数),在t=0时真空室内有一电子从A点由静止释放,设电子的电量为e、质量为m,其运动的半径为R且不变.则下列说法正确的是( )
分析:电子在匀强磁场中圆周运动的周期公式T=
,可见,周期T与磁感应强度B成反比.电子的向心加速度公式a=
.根据法拉第电磁感应定律求感生电场的强度,由牛顿第二定律求出切向加速度,即可得到电子的加速度,并分析加速度的变化情况.由左手定则判断电子的运动方向.
2πm |
eB |
v2 |
R |
解答:解:
A、电子在匀强磁场中圆周运动的周期T=
,B随时间均匀增大,则周期逐渐减小.故A错误.
B、电子运动的法向加速度大小为an=
.根据法拉第电磁感应定律得:感生电动势大小为 E电=
?πR2=kπR2,感生电场强度大小为E=
=
=
,电子切向加速度大小为 a切=
=
,则由加速度合成得知,电子的加速度大于
.故B错误.
C、由题,B随时间均匀增大,
D、电子所受的洛伦兹力方向指向圆心,根据左手定则判断可知,电子沿逆时针方向运动.故D错误.
故选C
A、电子在匀强磁场中圆周运动的周期T=
2πm |
eB |
B、电子运动的法向加速度大小为an=
v2 |
R |
△B |
△t |
E电 |
2πR |
kπR2 |
2πR |
kR |
2 |
eE |
m |
keR |
2m |
keR |
2m |
C、由题,B随时间均匀增大,
D、电子所受的洛伦兹力方向指向圆心,根据左手定则判断可知,电子沿逆时针方向运动.故D错误.
故选C
点评:本题要注意电子在切向和法向都有加速度,根据法拉第电磁感应定律和电场知识求解感生电场强度是难点.
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