电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的,其简化原理示意图如图丙所示。假设图中直流电源电动势为E=45V(内阻不计),电容器的电容为C=22F。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。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。接通电路后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。求:
(1)直流电源的a端是正极还是负极?
(2)若用导线将1、2连接让直流电源供电,MN离开导轨时的最大速度的大小;
(3)若开关先接1,使电容器完全充电;然后将开关接至2,MN离开导轨时的最大速度的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/c074cf39-ef3e-4851-bbf9-d92309c977a3.png?resizew=397)
(1)直流电源的a端是正极还是负极?
(2)若用导线将1、2连接让直流电源供电,MN离开导轨时的最大速度的大小;
(3)若开关先接1,使电容器完全充电;然后将开关接至2,MN离开导轨时的最大速度的大小。
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更新时间:2023-03-05 21:22:00
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解答题
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【推荐1】图示,通电导线a在A、B间的磁场中受磁场力作用而向左运动,请在图上标出:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/16/2615496768978944/2617125910216704/STEM/c5af3ed5-fa8f-4f15-bd84-9fba272a1c1c.png?resizew=150)
(1)A、B两电磁铁的N、S极。
(2)直流电源的正、负极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/16/2615496768978944/2617125910216704/STEM/c5af3ed5-fa8f-4f15-bd84-9fba272a1c1c.png?resizew=150)
(1)A、B两电磁铁的N、S极。
(2)直流电源的正、负极。
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,在竖直向下的恒定匀强磁场B=2T中有一光滑绝缘的四分之一圆轨道,一质量m=3kg的金属导体MN长度为L=0.5m,垂直于轨道横截面水平放置,在导体中通入电流I,使导体在安培力的作用下以恒定的速率v=1m/s从A点运动到C点,g=10m/s2求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/24/2448399998263296/2449085841514496/STEM/051f57b2-41d2-4537-bbf2-e0021d43af90.png?resizew=175)
(1)电流方向;
(2)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=
时,求电流的大小;
(3)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=
时,求安培力的瞬时功率P。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/24/2448399998263296/2449085841514496/STEM/051f57b2-41d2-4537-bbf2-e0021d43af90.png?resizew=175)
(1)电流方向;
(2)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/996bf3d35b6763cbc1a423b13a9df2dd.png)
(3)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260200d547998bcac50a4a491382e7f4.png)
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解答题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】中国的电磁炮研究水平处于世界第一梯队。如图所示为某种电磁炮的设计原理示意图,电源电动势为E,间距为l的两根倾斜导轨平行放置,轨道平面与水平面成
角,且处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,导轨下端通过开关与电源连接。装有炮弹的导体棒
垂直放置在导轨上,其总质量为m,整个回路的总电阻为R,闭合开关后,弹体会在安培力的作用下高速发射出去。某次实验中,弹体在离开电磁炮发射轨道之前已达到匀速,炮弹发射出去后,刚好水平击中目标,忽略空气阻力和各处摩擦的影响,重力加速度为g,求:
(1)弹体在导轨上运动的最大加速度;
(2)目标距离炮口的水平距离为多大。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
(1)弹体在导轨上运动的最大加速度;
(2)目标距离炮口的水平距离为多大。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/b9e6fde6-1e30-40bb-9384-01fb782ff494.png?resizew=177)
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】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
的弹体(包括金属杆
的质量)加速到
.若这种装置的轨道宽
,长为
,通过的电流为
,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.(轨道摩擦忽略不计)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2faf3bed6fb6c62561f2ff0b420f8935.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e49f7d659ee866eff462588a31ff0959.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fad491e5b5e14c49ef8b7004ebcfcef9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed3eb9b39420dfcf48e341125d8b629a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7006bd5cada62008d4fa499b3c7b196f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/3b039e71-df94-4bfa-8213-1be1362577ff.png?resizew=174)
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