“电磁炮”(如图甲)是利用电磁力对弹体加速的新型武器,如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T,“电磁炮”的弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω,电源的内阻r=0.6Ω,电源能为加速弹体提供的电流I=4×103A,不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
1.在某次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为________ N;弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要________ m;
2.电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放,这些电能需要电容器来储存,这就需要对电容器先充电。如图所示,导轨的左端连接电容C=5×10-2F的电容器,开关S先接1,使电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为________ (选填“正极”、“负极”或“可正可负”);
3.以下分析正确的是( )
4.充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化。请在图中画出u-q图像。
5.由上图可知,充完电后电容器的电压为________ V;并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为________ J。
1.在某次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为
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2.电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放,这些电能需要电容器来储存,这就需要对电容器先充电。如图所示,导轨的左端连接电容C=5×10-2F的电容器,开关S先接1,使电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为
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3.以下分析正确的是( )
A.强迫储能器上端为正极 |
B.飞机的质量越大,离开弹射器时的动能一定越大 |
C.强迫储能器储存的能量越多,飞机被加速的时间一定越长 |
D.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越小 |
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5.由上图可知,充完电后电容器的电压为
更新时间:2023-10-21 23:01:24
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【知识点】 电磁炮
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【推荐1】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)
(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
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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。
(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。
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,同时施加回撤力F,在F和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的
图如图2所示,在
至
时间内
,
时撤去F。已知起飞速度
,
,线圈匝数
匝,每匝周长
,动子和线圈的总质量
,
,
,不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响,求
(1)恒流源的电流I;
(2)线圈电阻R;
(3)时刻
。
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