電子感應(yīng)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(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,使兩極間的磁場周期性變化,從而在真空室內(nèi)產(chǎn)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(nèi)被加速,但由于電子的質(zhì)量很小,故在極短時間內(nèi)被加速的電子可在真空室內(nèi)回旋數(shù)10萬以至數(shù)百萬次,并獲得很高的能量。若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(圖乙中垂直紙面向外為正)隨時間變化的關(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~內(nèi)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內(nèi)均能按圖乙中逆時針方向做圓周運動且被加速
C

試題分析:由于電子在真空室中的能量逐漸增大,說明其速度在逐漸變大,故電子并不做勻速圓周運動,A是不對的;由于電子做勻速圓周運動時,其向心力才指向圓心,現(xiàn)在電子不做勻速圓周運動,故電子的加速度并不始終指向圓心,B也是不對的;在丙圖所示的第一個周期中,電子在0~內(nèi)的磁場是增大的,原磁場的方向垂直紙面向外,由楞次定律可知,感應(yīng)磁場的方向與原磁場方向相反,垂直紙面向里,故再由右手定則可知真空室中感生電場的方向是順時針方向,該方向正好使電子加速;在~內(nèi),環(huán)形電場方向改為逆時針,電子被減速,直至沿順時針方向轉(zhuǎn)動,而~T時間內(nèi)環(huán)形電場再次變?yōu)轫槙r針,所以此時電子會先被減速,故只有0~時間內(nèi),電子是沿逆時針被加速的,C是正確的。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,內(nèi)壁光滑,水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球,以速率v0沿逆時針方向勻速圓周運動.若在此空間突然加上方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間成正比增加的變化磁場,設(shè)運動過程中小球帶電量不變,那么(  )
A.小球?qū)ΣAЛh(huán)的壓力一定不斷增大
B.小球受到的磁場力一定不斷增大
C.小球先沿逆時針方向減速運動,過一段時間后沿順時針方向加速運動
D.磁場力對小球先做負(fù)功,后做正功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在水平方向的勻強(qiáng)磁場中,有甲、乙兩帶電小球,將它們用絕緣長線相連,帶電小球間庫侖力空氣阻力均不計,在同一水平面上將線拉直后同時釋放,兩球都沿豎直方向運動,則
A.磁場方向一定與兩球連線垂直B.兩球的帶電量一定相等
C.兩球一定帶異種電荷D.兩球質(zhì)量一定相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,該區(qū)域的橫截面的半徑為R,磁場方向垂直于橫截面.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場,離開磁場時速度方向偏離入射方向60°.不計重力,該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某單色光照射到一逸出功為W的光電材料表面,所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的最大半徑為r,設(shè)電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,普朗克常量為h,則該光波的頻率為(   ) 
A.B.C.-D.+

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖為一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運動過程中,圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的(  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來,如圖所示,地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向,使它們不能到達(dá)地面,這對地球上的生命有十分重要的意義.假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來,在地磁場的作用下,它將(    )
A.向東偏轉(zhuǎn)B.向南偏轉(zhuǎn)
C.向西偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場中受洛侖茲力的實驗裝置,圖中虛線是電子的運動軌跡,那么下列關(guān)于此裝置的說法正確的有(   )
A.A端接的是高壓直流電源的負(fù)極
B.A端接的是高壓直流電源的正極
C.C端是蹄形磁鐵的S極
D.C端是蹄形磁鐵的N極

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=2T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=1Ω。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離和板長均為d=0.5m,定值電阻為R2=3Ω,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,取g=10m/s2,求:

(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
(2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,整個電路消耗的電功率P為多少?
(3)當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時,在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2=3T,在下板的右端且非?拷掳宓奈恢锰幱幸毁|(zhì)量為m2=3×10-4kg、所帶電荷量為q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點。要使帶電粒子能從金屬板間射出,初速度v應(yīng)滿足什么條件?

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