题目内容

11.电子感应加速器主要工作部件如图所示:上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,横截面俯视图如图甲所示,将电子从电子枪右端注入真空室,电磁铁线圈电流的大小、方向都可以改变,产生感生电场使电子在某段时间内被加速.若线圈中通入的电流i(部件图中电流方向为正)随时间t变化的关系如图乙所示.已知在t=0时刻注入真空室的电子可在0~$\frac{T}{2}$内做轨道不变的圆周运动.不考虑电子质量的变化,关于0~$\frac{T}{4}$内下列说法中正确的是(  )
A.真空室内产生的感应电场的方向在图甲中沿顺时针方向
B.真空室内的磁场方向垂直电子轨道平面竖直向上
C.电子在运动时的加速度始终指向圆心
D.电子在图甲中沿逆时针方向做圆周运动且被加速

分析 根据电流变化得到磁通量变化,进而得到磁感应强度变化及感应电流的方向,然后由洛伦兹力做向心力得到速度变化,进而得到加速度方向.

解答 解:AB、在0~$\frac{T}{4}$内电流增大,由右手定则可知电流产生的感应磁场方向向上,那么,电流增加,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流为顺时针方向阻碍磁通量的变化,故AB正确;
CD、电子可在0~$\frac{T}{2}$内做轨道不变的圆周运动,那么洛伦兹力指向圆心,又有真空室内的磁场方向垂直电子轨道平面竖直向上,那么由左手定则可知,电流方向为逆时针方向,又有磁感应强度在0~$\frac{T}{4}$内不断增大,那么,由洛伦兹力做向心力,$Bvq=\frac{m{v}^{2}}{R}$可知,速度v增大,即电子加速运动,所以,电子的加速度在垂直速度方向和沿速度方向都不为零,那么加速度方向并不指向圆心,故C错误,D正确;
故选:ABD.

点评 物体做圆周运动,半径不变,则合外力在垂直速度方向上的分量刚好等于向心力.

练习册系列答案
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8.气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块“悬浮”在导轨上,滑块对导轨的压力近似为零,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.某实验小组验证动量守恒定律的实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:(滑块A、B的质量mA、mB已经给出且不相等)
①给导轨送气,气流稳定后,按下电钮放开卡销.同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时自动停止计时,从记时器上记下 A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
②在A和B间放入一个被压缩的轻弹黄,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
③调整气垫导轨,使导轨处于水平.
④用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;B的右端至D板的距离L2
(1)实验步骤的顺序是③②④①
(2)利用已经给的量和上述测量的实验数据,写出验证动能守恒定律的表达式mA$\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$-mB$\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$=0;
(3)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为EP=$\frac{1}{2}$mA($\frac{{L}_{1}}{{t}_{1}}$)2+$\frac{1}{2}$mA($\frac{{L}_{2}}{{t}_{2}}$)2
(4)该实验装置中由于弹簧的质量不能忽略,会对实验准确度造成影响.下列哪种方式可以减小这种影响?B
A.将弹簧与A、B滑块都粘连在一起
B.将弹簧与AB中质量较大的粘连在一起
C.将弹簧与AB中质量较小的粘连在一起
D.将弹簧与A、B滑块都不粘连在一起.

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