Question

電子感應(yīng)加速器的基本原理如圖所示。在上、下兩個(gè)電磁鐵形成的異名磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室。圖甲為側(cè)視圖，圖乙為真空室的俯視圖。電磁鐵中通以交變電流，使兩極間的磁場(chǎng)周期性變化，從而在真空室內(nèi)產(chǎn)生感生電場(chǎng)，將電子從電子槍右端注入真空室，電子在感生電場(chǎng)的作用下被加速，同時(shí)在洛倫茲力的作用下，在真空室中沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D乙中箭頭方向）做圓周運(yùn)動(dòng)。由于感生電場(chǎng)的周期性變化使電子只能在某段時(shí)間內(nèi)被加速，但由于電子的質(zhì)量很小，故在極短時(shí)間內(nèi)被加速的電子可在真空室內(nèi)回旋數(shù)10萬(wàn)以至數(shù)百萬(wàn)次，并獲得很高的能量。若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B（圖乙中垂直紙面向外為正）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖丙所示，不考慮電子質(zhì)量的變化，則下列說(shuō)法中正確的是

A．電子在真空室中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B．電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度始終指向圓心

C．在丙圖所示的第一個(gè)周期中，電子只能在0~內(nèi)按圖乙中逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)且被加速

D．在丙圖所示的第一個(gè)周期中，電子在0~和~T內(nèi)均能按圖乙中逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)且被加速

Answer 1

C

試題分析：由于電子在真空室中的能量逐漸增大，說(shuō)明其速度在逐漸變大，故電子并不做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A是不對(duì)的；由于電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其向心力才指向圓心，現(xiàn)在電子不做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故電子的加速度并不始終指向圓心，B也是不對(duì)的；在丙圖所示的第一個(gè)周期中，電子在0~內(nèi)的磁場(chǎng)是增大的，原磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，由楞次定律可知，感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)方向相反，垂直紙面向里，故再由右手定則可知真空室中感生電場(chǎng)的方向是順時(shí)針?lè)较�，該方向正好使電子加速；�?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825003912825389.png" style="vertical-align:middle;" />~內(nèi)，環(huán)形電場(chǎng)方向改為逆時(shí)針，電子被減速，直至沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而~T時(shí)間內(nèi)環(huán)形電場(chǎng)再次變?yōu)轫槙r(shí)針，所以此時(shí)電子會(huì)先被減速，故只有0~時(shí)間內(nèi)，電子是沿逆時(shí)針被加速的，C是正確的。