电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的，如图所示．在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流充...

问题详情：

电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的，如图所示．在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流充磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动，没法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的时间内获得的能量为120MeV．这期间电子轨道内的高频交变磁场是线*变化的．磁通量从零增到1.8Wb，求：

    (1) 当交变磁场线*增强时，电子所处的环形真空室内产生的感应电动势大小？

    (2) 电子在环形真空室*绕行了多少周？

    (3) 有人说，根据麦克斯韦电磁场理论及法拉第电磁感应定律，电子感应加速器要完成电子的加速过程，电子轨道内的高频交变磁场也可以是线*减弱的，效果将完全一样，你同意吗？请简述理由．

【回答】

(1)由麦克斯韦电磁场理论知，当交变磁场线*增强时，电子所处的环形真空室内将产生感应电动势，该电动势可由法拉第电磁感应定律求出，令为，

  则

(2)电子在环形真空室中运动一周被电场加速做功为

  故获得120MeV的能量需绕行的周数为

(3)不同意

  由   得

  尽管交变磁场线*减小也可以产生感应电场使电于加速，但减小的磁场不能提供越来越大的洛仑兹力以维持电子绕行时的向心力

知识点：电磁感应单元测试

题型：计算题