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导轨式电磁炮实验装置如图所示,两根平行长直金属导轨固定在绝缘水平面上,其间安放金...

导轨式电磁炮实验装置如图所示,两根平行长直金属导轨固定在绝缘水平面上,其间安放金属滑块.滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源.若电源提供的强大电流为I=8.0×105A,两导轨间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度大小B=2T.若导轨内侧间距L=1.5cm,滑块的质量m=24g,,试求:
(1)滑块运动过程中受到的安培力的大小;
(2)要使滑块获得v=3.0km/s的速度,导轨至少多长.manfen5.com 满分网
(1)当导轨上通入电流后,流过滑块的电流与磁场方向垂直,因此滑块将受安培力作用,根据F=BIL即可求解. (2)滑块在安培力作用下做初速度为零匀加速直线运动,因此根据牛顿第二定律求出加速度然后利用运动学公式v2=2ax即可求解. 【解析】 (1)由安培力公式:F=BIL 解得:F=2×8.0×105×1.5×10-2N=2.4×104N 故滑块运动过程中受到的安培力的大小为2.4×104N. (2)根据牛顿第二定律:F=ma 解得: 再由运动学公式v2=2ax 解得:m=4.5m 故要使滑块获得v=3.0km/s的速度,导轨至少4.5m长.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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