如图甲所示.一圆环形线圈放在匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.设第1s内磁感线垂直于纸面向里.那么.第2s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是( )A．大小恒定.沿着圆半径离开圆心B．大小恒定.沿顺时针方向与圆相切C．逐渐增加.沿着圆半径指向圆心D．逐渐增加.沿逆时针方向与圆相切题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图甲所示，一圆环形线圈放在匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，设第1s内磁感线垂直于纸面向里，那么，第2s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是（）

A．大小恒定，沿着圆半径离开圆心
B．大小恒定，沿顺时针方向与圆相切
C．逐渐增加，沿着圆半径指向圆心
D．逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切

【答案】分析：在B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的．
由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势大小恒定；
由楞次定律可得出电流的方向．根据左手定则判断出安培力的方向
解答：解：根据I=

，B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，所以电流为定值，
第2s内，由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则得线圈中各处所受安培力的方向为沿着圆半径离开圆心．
故选A．
点评：解决本题的关键熟练掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律，以及安培力的大小和方向的判定．

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如图甲所示为一种研究高能粒子相互作用的部分简化装置，粒子先由k个加速电场从静止开始加速后，被导入装置送入位于水平面内的圆环型真空管道。每个加速电场电压均为U，在管道内有n个控制粒子转弯的圆形磁场，连续均匀分布在整个圆周上，每个圆形磁场的磁感应强度大小均为B。粒子在环形管道中沿管道中心线做半径为R的匀速圆周运动，经过每个圆形磁场时，入射点和出射点都在同一条直径的两端（如图乙所示）。粒子重力不计，且不考虑粒子的相对论效应，（k、U、R、B、n为已知量）求：
（1）粒子进入圆环型真空管道时的速度大小v；
（2）粒子经过每个圆形磁场区域的时间t；
（3）环形管道的内环半径a．

如图甲所示为一种研究高能粒子相互作用的装置，两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成（整个装置处于真空中。图中只画出了6个圆筒，作为示意），它们沿中心轴线排列成一串，各个圆筒相间地连接到正弦交流电源的两端。设金属圆筒内部没有电场，且每个圆筒间的缝隙宽度很小，带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计。为达到最佳加速效果，需要调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期，粒子每次通过圆筒缝隙时，都恰为交流电压的峰值。

甲

乙

质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后，从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道，且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切。在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A₁、A₂、A₃……A_n，共n个，均匀分布在整个圆周上（图中只示意性地用细实线画了几个，其余的用细虚线表示），每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度均相同的匀强磁场，磁场区域都是直径为d的圆形，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整，可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁内圆形匀强磁场区域的同一条直径的两端，如图乙所示，这就为实现正、负电子的对撞作好了准备。

（1）若正、负电子经过直线加速器后的动能均为E₀，它们对撞后发生湮灭，电子消失，且仅产生一对频率相同的光子，则此光子的频率为多大？（已知普朗克恒量为h，真空中的光速为c）

（2）若电子刚进入直线加速器第一个圆筒时速度大小为v₀，为使电子通过直线加速器加速后速度为v₁加速器所接正弦交流电电压的最大值应当多大？

（3）电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B为多大？

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