Question

【題目】電子感應加速器的基本原理如圖所示：在上下兩個電磁鐵形成的異名磁極之間有一個環形真空管，圖甲為側視圖，圖乙為真空室的俯視圖．電磁鐵中通以交變電流，使兩極間的磁場周期性變化，從而在真空室內產生感生電場，將電子從電子槍右端注入真空室，電子在感生電場的作用下被加速，同時在洛倫茲力的作用下，在真空室中沿逆時針方向（圖乙中箭頭方向）做圓周運動．由于感生電場的周期性變化使電子只能在某段時間內被加速，但由于電子的質量很小，故在極短時間內被加速的電子可在真空室內回旋數10萬以至數百萬次，并獲得很高的能量．若磁場的磁感應強度B（圖乙中垂直紙面向外為正）隨時間變化的關系如圖丙所示，不考慮電子質量的變化，則下列說法中正確的是（　　）

A. 電子在真空室中做勻速圓周運動

B. 電子在運動時的加速度始終指向圓心

C. 在丙圖所示的第一個周期中，電子只能在0～T內按圖乙中逆時針方向做圓周運動且被加速

D. 在丙圖所示的第一個周期中，電子在0～T和T～T內均能按圖乙中逆時針方向做圓周運動且被加速

Answer 1

【答案】D

【解析】由于磁場時周期變化的，根據麥克斯韋電磁場理論可知，產生的電場也是周期性變化的，故電子在真空室中一段時間加速度，又有一段時間減速度，再加速度，再減速，周而復始．故A錯誤；由于電子做的是非勻速圓周運動，故加速度不指向圓心，故B錯誤；第一個周期中，電子在0～T內磁通量垂直紙面向外增加，根據楞次定律，則產生順時針方向的感應電場，故電子按圖乙中逆時針加速， 同理可知在T～T時間內電子也在逆時針加速．故C錯誤，D正確．故選：D.