题目内容

电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的．在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速．被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动．设法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速．在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV．这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增到1.8Wb，求电子共绕行了多少周？
根据法拉第电磁感应定律，环形室内的感应电动势为E=
△Φ
△t
=
1.8
4.2
×10-3
V=429V，设电子在加速器中绕行了N周，则电场力做功NeE应该等于电子的动能EK，所以有N=
Ek
Ee
，带入数据可得N=2.8×105周．
答：电子共绕行了2.8×105周．
练习册系列答案
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如图（a）、（b）所示，分别为螺线管绕线与向右磁场变化规律，已知螺线管匝数n=1500匝，S=20cm2，电阻r=1.5Ω，电阻R1=3.5Ω，R2=2.5Ω．则电阻R2消耗的电功率为多少？，a点的电势多大？
一个单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀的减少2Wb，则（　　）
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V
B．线圈中的感应电动势一定是2V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2A
D．线圈中的感应电流一定是2A
如图1所示，匝数200匝的圆形线圈，面积为50cm2，放在匀强磁场中，线圈平面始终与磁场方向垂直，并设磁场方向垂直纸面向里时，磁感应强度为正．线圈的电阻为0.5Ω，外接电阻R=1.5Ω．当穿过线圈的磁场按图2所示的规律变化时，求：

（1）如图3所示作出线圈中感应电流i随时间t变化的图象（以逆时针方向为正）（不必写计算过程）
（2）由图象计算通过电阻R的电流的有效值．
如8，甲、乙两8为与匀强磁场垂直放置4两个金属框架，乙8除了一个电阻为零、自感系数为L4线圈外，其他部分与甲8都相同，导体AB以相同4加速度向右做匀加速直线运动．若导体AB通过4位移相同，则（　　）
A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同
C．乙图中外力做功多D．无法判断
如图所示，EF、GH为平行的光滑金属导轨，匀强磁场垂直于导轨平面，C为电容器，ab为可在EF和GH上滑动的导体横杆，正以速度υ匀速向右运动，若突然使电容器两板错开使其正对面积减小些，则（　　）
A．电容器上所带电荷量增加
B．电容器上所带电荷量不变
C．ab杆会逐渐停止运动
D．ab杆的速度会增大一些
如图，在水平地面MN上方空间存在一垂直纸面向里、磁感应强度B=1.0T的有界匀强磁场区域，上边界EF距离地面的高度H=0.7m．正方形金属线框abcd的质量m=0.1kg、边长L=0.1m，总电阻R=0.02Ω，线框的ab边距离EF上方h=0.2m处由静止开始自由下落，abcd始终在竖直平面内且ab保持水平．求线框从开始运动到ab边刚要落地的过程中（g取10m/s2）：
（1）线框产生的焦耳热Q；
（2）通过线框截面的电量q；
（3）通过计算画出线框运动的v～t图象．
如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线AB在金属导轨上应（　　）
A．向右作减速运动B．向左作减速运动
C．向右作加速运动D．向左作加速运动
如图所示，间距为L的平行光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨电阻不计．导体棒ab、cd垂直导轨放置，棒长均为L，电阻均为R，且与导轨电接触良好．ab棒处于垂直导轨平面向上、磁感应强度Bl随时间均匀增加的匀强磁场中．cd棒质量为m，处于垂直导轨平面向上、磁感应强度恒为B2的匀强磁场中，恰好保持静止．ab棒在外力作用下也保持静止，重力加速度为g．
（1）求通过cd棒中的电流大小和方向．
（2）在t0时间内，通过ab棒的电荷量q和ab棒产生的热量Q．
（3）若零时刻Bl等于零，ab棒与磁场Bl下边界的距离为L0，求磁感应强度Bl随时间t的变化关系．

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