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一圓環(huán)形鋁質金屬圈（阻值不隨溫度變化）放在勻強磁場中，設第1s內磁感線垂直于金屬圈平面（即垂直于紙面）向里，如圖甲所示。若磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示，那么第3s內金屬圈中（）

A．感應電流逐漸增大，沿逆時針方向

B．感應電流恒定，沿順時針方向

C．圓環(huán)各微小段受力大小不變，方向沿半徑指向圓心

D．圓環(huán)各微小段受力逐漸增大，方向沿半徑指向圓心

解析試題分析：由于B-t線是直線，所以為恒量，故在線圈中產生恒定不變的電動勢和感應電流，選項A錯誤；由楞次定律可知，線圈中將產生逆時針方向的電流，選項B錯誤；由左手定則可知圓環(huán)各微小段受力方向沿半徑指向圓心，根據F=BIL可知隨著B的增大而逐漸增大，選項D 正確。
考點：法拉第電磁感應定律及楞次定律。

練習冊系列答案

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（15分）甲圖為質譜儀的原理圖．帶正電粒子從靜止開始經過電勢差為U的電場加速后，從G點垂直于MN進入偏轉磁場．該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，帶電粒子經偏轉磁場后，最終到達照相底片上的H點．測得G、H間的距離為d，粒子的重力忽略不計．

（1）設粒子的電荷量為q，質量為m，試證明該粒子的比荷為：；
（2）若偏轉磁場的區(qū)域為圓形，且與MN相切于G點，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區(qū)域的半徑應滿足的條件。

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（10分）磁譜儀是測量粒子能量（即動能）的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源Ｓ發(fā)出質量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進入磁感應強度為Ｂ的勻強磁場，被限束光欄Ｑ限制在的小角度內，入射的粒子經磁場偏轉后打到與束光欄平行的感光片Ｐ上，形成寬度為Δx的光帶。試求入射粒子的能量。（重力影響不計）

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有一種“雙聚焦分析器”質譜儀，工作原理如圖所示。加速電場的電壓為U，靜電分析器中有輻向會聚電場，即與圓心O₁等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心O₁；磁分析器中以O₂為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行．由離子源發(fā)出一個質量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器．而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器．測量出Q點與圓心O₂的距離為d，位于Q點正下方的收集器入口離Q點的距離為d/2．（題中的U、m、q、R、d都為已知量）

（1）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大小；
（2）求磁分析器中磁感應強度B的大小；
（3）現(xiàn)將離子換成質量為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變．磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動，要使此時射出磁分析器的離子仍能進入收集器，求收集器水平移動的距離．

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（1）粒子在M點的速度v′；
（2）C點與O點的距離x_c；
（3）勻強電場的電場強度E與勻強磁場的磁感應強度B的比值。

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英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷為+q的小球。已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是（）