Question

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。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为(k为一定值)。下列说法中正确的是（  ）

A.为使电子加速，电磁铁的磁性应逐渐减弱

B.为使电子加速，感生电场的方向应该沿逆时针方向

C.为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流应该增大

D.电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为2

Answer

C

【解析】

A．为使电子加速，应使感生电场方向与电子运动方向相反，由于电子沿沿逆时针方向运动，如果电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，由楞次定律可得，电磁铁的磁性应逐渐增强，故A错误；

B．由于电子带负电，所以感生电场的方向应该沿顺时针方向，故B错误；

C．当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，若电流增大，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动，故C正确；

D．磁感应强度随时间的变化率为

感生电动势

电子运动一周感生电场始终做正功

故D错误。

故选C。