题目内容

【题目】现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e,电子做圆周运动的轨道半径为r,因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为(k为一定值)。下列说法中正确的是(

A.为使电子加速,电磁铁的磁性应逐渐减弱

B.为使电子加速,感生电场的方向应该沿逆时针方向

C.为使电子加速,当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,电流应该增大

D.电子在圆形轨道中加速一周的过程中,感生电场对电子所做的功为2

【答案】C

【解析】

A.为使电子加速,应使感生电场方向与电子运动方向相反,由于电子沿沿逆时针方向运动,如果电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,由楞次定律可得,电磁铁的磁性应逐渐增强,故A错误;

B.由于电子带负电,所以感生电场的方向应该沿顺时针方向,故B错误;

C.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,若电流增大,根据楞次定律,可知涡旋电场的方向为顺时针方向,电子将沿逆时针方向做加速运动,故C正确;

D.磁感应强度随时间的变化率为

感生电动势

电子运动一周感生电场始终做正功

D错误。

故选C

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