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据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方...

据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离w=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响.

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当导轨上通入电流后,炮弹在安培力的作用下,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即可求解. 【解析】 在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为 F=IwB                                      ① 设炮弹的加速度的大小为a,则有因而 F=ma                                       ② 炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而v2=2aL     ③ 联立①②③代入题给数据得:I=6×105A 故通过导轨的电流I=6×105A.
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考点分析:
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(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.
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(1)______cm,
(2)______mm,
(3)______mm.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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