电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小和磁场力的最大功率。（轨道摩擦不计）
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（已下线）必考点18 安培力作用下的动力学、能量问题-【对点变式题】2021-2022学年高二物理上学期期中期末必考题精准练河南省许昌市鄢陵县职业教育中心2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题1.2安培力的应用同步练习-粤教版（2019）选择性必修第二册
更新时间：2021-12-29 16:38:38
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【知识点】 电磁炮
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适中
(0.65)
【推荐1】导轨式电磁炮是未来战争中的大杀器。如图是电磁炮的示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即弹丸）。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。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。假设在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，磁感应强度为
。已知两导轨内侧间距
，滑块的质量
，滑块沿导轨滑行
后获得的发射速度为
（此过程视为匀加速运动）。求：
（1）导轨中磁场的方向
（2）发射过程中滑块的所受的安培力大小
（3）流经滑块的电流大小
。已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行后获得的发射速度为（此过程视为匀加速运动）。求：（1）导轨中磁场的方向
（2）发射过程中滑块的所受的安培力大小
（3）流经滑块的电流大小
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【推荐2】电磁炮是利用安培力驱动炮弹的一种技术应用装置，其原理图如图所示，储能器开关先接
获得能量后再接b，可对加速装置供电。通电时，电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场，炮弹在安培力作用下加速。已知安培力与通电电流关系满足
，
。某次电磁炮射击实验中，储能器向发射装置释放
的电流，提供炮弹加速的导轨长L=2.5m，炮弹质量为m=1kg，忽略摩擦力和空气阻力，在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求：
（1）炮弹出炮口时的速度大小；
（2）若储能器所储能量与储存电荷量满足
，
，此次发射恰好消耗一半电荷量，求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比（计算结果保留三位有效数字）。
获得能量后再接b，可对加速装置供电。通电时，电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场，炮弹在安培力作用下加速。已知安培力与通电电流关系满足，。某次电磁炮射击实验中，储能器向发射装置释放的电流，提供炮弹加速的导轨长L=2.5m，炮弹质量为m=1kg，忽略摩擦力和空气阻力，在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求：（1）炮弹出炮口时的速度大小；
（2）若储能器所储能量与储存电荷量满足
，，此次发射恰好消耗一半电荷量，求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比（计算结果保留三位有效数字）。
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【推荐3】导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能的发射装置。如图为一电磁炮模型，把两根长为S0=100m，互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中，磁感应强度B=2.0×10-5T；质量m=2.0g的弹体（包括金属杆PQ的质量）静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上，通电后通过弹体的电流I=10A，弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10-5N，求：
(1)弹体最终以多大的速度v离开轨道？
(2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P？
(1)弹体最终以多大的速度v离开轨道？
(2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P？
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