Question

【題目】現代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室，電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產生的感生電場使電子加速。上圖為側視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運動的軌道半徑為r，因電流變化而產生的磁感應強度隨時間的變化率為(k為一定值)。下列說法中正確的是（ ）

A.為使電子加速，電磁鐵的磁性應逐漸減弱

B.為使電子加速，感生電場的方向應該沿逆時針方向

C.為使電子加速，當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，電流應該增大

D.電子在圓形軌道中加速一周的過程中，感生電場對電子所做的功為2

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．為使電子加速，應使感生電場方向與電子運動方向相反，由于電子沿沿逆時針方向運動，如果電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，由楞次定律可得，電磁鐵的磁性應逐漸增強，故A錯誤；

B．由于電子帶負電，所以感生電場的方向應該沿順時針方向，故B錯誤；

C．當電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，若電流增大，根據楞次定律，可知渦旋電場的方向為順時針方向，電子將沿逆時針方向做加速運動，故C正確；

D．磁感應強度隨時間的變化率為

感生電動勢

電子運動一周感生電場始終做正功

故D錯誤。

故選C。