组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 安培力 > 安培力的大小 > 电磁炮
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:639 题号:11864916
电磁炮简化模型如图所示,两平行固定导轨水平放置,间距为。一质量为、电阻为的金属弹丸置于两导轨之间,并与导轨保持良好接触。导轨左端与一电流为的理想恒流源(恒流源内部的能量损耗不计)相连。在发射过程中,假设两平行导轨中的电流在弹丸所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场,其强度与电流的关系为,在两导轨间其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场,其大小,方向均垂直导轨平面。如果一弹丸自导轨左端从静止开始被磁场加速直至射出的过程持续时间为,(不计空气阻力、摩擦阻力以及导轨电阻,弹丸可视为薄片,很小)。
(1)求弹丸出射时的速度
(2)求弹丸加速过程中回路感应电动势大小与加速时间的变化关系;
(3)若不计弹丸电阻,弹丸加速过程中恒流源的端电压始终等于回路中的感应电动势,试求恒流源输出的能量并讨论能量分配情况。

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(1)判断直流电源的正极在a端还是b端?
(2)求MN刚开始运动时加速度的大小:
(3)求MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q
2023-04-26更新 | 582次组卷
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【推荐2】电磁炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的,其原理示意图如图所示,假设图中直流电源电动势为E=35V,电容器的电容为C=2F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m,电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg、电阻为R=5Ω的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电;然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场,MN开始向右加速运动,经过一段时间后回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)直流电源的a端为正极还是负极;
(2)MN离开导轨时的最大速度的大小;
(3)已知电容器储藏的电场能为,导体棒从开始运动到离开轨道的过程中,导体棒上产生的焦耳热的大小。(电磁辐射可以忽略)
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(1)恒流源的电流I
(2)线圈电阻R
(3)时刻
2023-05-11更新 | 704次组卷
共计 平均难度:一般