Question

2．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，它的基本原理简化如下：如图所示，半径为r的圆形区域内存在垂直于纸面向外的磁场，磁感应强度为B₁，令B₁随时间均匀增加从而产生感生电场使电子受到电场力加速；在半径为r和r′之间的环形真空区域内存在垂直于纸面的磁场，磁感应强度为B₂，电子在这个环形真空区域内沿虚线所示的圆周运动．则下列说法正确的是（　　）

• A． 电子顺时针运动
• B． B₂方向垂直纸面向里
• C． B₂大小必须随时间增大才能保证电子沿虚线所示的圆周运动
• D． 电子运动一周，所受的感生电场力对其不做功

Answer 1

分析 根据楞次定律可明确电场的方向，则可明确电子的受力方向；再根据带电粒子在磁场中运动规律可明确B₂的方向；根据电场力做功情况明确电子速度的变化；再根据洛伦兹力充当向心力即可明确磁场的变化情况．

解答 解：A、因磁场向外增大，则根据楞次定律可知，则产生的感应电压的方向沿顺时针，故粒子沿逆时针方向运动；故A错误；
B、粒子逆时针转动，根据左手定则可知，B₂方向垂直纸面向外；故B错误；
C、由于电场的加速，电子速度增大，则根据Bqv=m$\frac{{v}^{2}}{r}$可知，磁场B₂大小必须随时间增大才能保证电子沿虚线所示的圆周运动；故C正确；
D、电子受电场力的作用，故电场力对电子做功；故D错误；
故选：C．

点评 本题考查楞次定律以及带电粒子在磁场中的运动情况，本题解题的关键在于明确题意，找出对应的过程并明确物理规律的正确应用即可求解．