电子感应加速器基本原理如图所示,上、下为电磁铁两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空中做圆周运动.电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化.甲图为侧视图,乙图为真空室的俯视图,若某一时刻,电磁铁线圈电流方向与图示方向一致、电子正沿逆时针方向作加速运动,则下列说法正确的是( )
A.电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
B.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的
C.电磁铁线圈中电流大小要保持恒定
D.此时真空室中的感生电场沿逆时针方向
考点:质谱仪和回旋加速器的工作原理.
分析:根据右手螺旋定则,结合电磁波理论,则可磁场发生变化,通过楞次定律可判断出涡旋电场的方向,从而可知电子在涡旋电场下的运动.
解答: 解:ABD、当电磁铁中应通以方向如图甲所示,大小增强的电流,线圈中的磁场就增大了,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场俯视图为顺时针方向,所以电子运动逆时针方向电场力作用下加速运动,在洛伦兹力约束下做圆周运动,故AD错误,B正确.
C、由上分析可知,当线圈中电流大小要保持恒定时,不会激发出感生电场,故D错误;
故选:B.
点评:解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场磁通量的变化.
法拉第电磁感应定律:
导体切割磁感线的两个特例:
的区别与联系及选用原则:
电磁感应中动力学问题的解法:
电磁感应和力学问题的综合,其联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力,因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系。
1.分析思路
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。
(2)求回路中的电流。
(3)分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向)。
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
2.常见的动态分析这类问题中的导体一般不是做匀变速运动,而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态,故解这类问题时正确进行动态分析确定最终状态是解题的关键。同时也要抓好受力情况和运动情况的动态分析,研究顺序为:导体受力运动产生感应电动势一感应电流一通电导体受安培力一合外力变化一加速度变化一速度变化一周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零.导体达到稳定运动状态。
电磁感应中的动力学临界问题:
(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度求最大值或最小值的条件。
(2)基本思路:
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