Question

【题目】某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置，基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，带电粒子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使粒子加速。图甲上部分为侧视图、下部分为俯视图。若粒子质量为m、电荷量为q，初速度为零，圆形轨道的半径为R，穿过粒子圆形轨道面积的磁通量Ф随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，粒子轨道处的磁感应强度为B，粒子加速过程中忽略相对论效应，不计粒子的重力。下列说法正确的是

A. 若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流

B. 若被加速的粒子为正电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流

C. 在t0时刻后，粒子运动的速度大小为

D. 在t0时刻前，粒子每加速一周增加的动能为

Answer 1

【答案】ACD

【解析】试题分析：若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，根据左手定则可知磁场方向竖直向上，由右手螺旋法则可知，应在线圈中通以由a到b的电流，选项A正确，B错误；在t0时刻后，由牛顿第二定律可知： ，解得，即粒子运动的速度大小为，选项C正确；在t0时刻前，产生的感应电动势为，则粒子每加速一周增加的动能为，选项D正确；故选ACD.