2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示,两间距为L的平行长直光滑金属导轨固定在同一水平面内,导轨间垂直安放金属棒,电流从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回(图中未画出电源)。两导轨电流在金属棒所在处产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度B与电流I的关系为BkI(k为常量)。
2.当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由I变为2I。则
(1)金属棒在第一、第二级区域的加速度大小之比a1∶a2=
(2)(计算)每一级区域中金属棒被推进的距离若均为s,金属棒的质量为m,求金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v=
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更新时间:2024-01-12 22:31:06
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【推荐1】电磁轨道炮原理如图所示,炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行轨道之间,并与轨道壁接触良好。开始时炮弹在轨道的一端,通有电流后炮弹会被磁场力加速,最后从位于轨道另一端的出口高速射出。两轨道之间的距离
,轨道长
,炮弹质量
。轨道上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为,炮弹在轨道内运动时做匀加速直线运动,它所处磁场的磁感应强度始终为
,方向垂直纸面向里。若炮弹在出口处速度为
,忽略摩擦力与重力的影响。求:
(1)炮弹在轨道中运动的加速度大小;
(2)通过轨道的电流I。
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(1)炮弹在轨道中运动的加速度大小;
(2)通过轨道的电流I。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/8/2583dd5a-0c24-414f-8b74-0c448e1040eb.png?resizew=182)
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【推荐2】据新华社2010年12月14日报道。美国海军近日在弗吉尼亚州境内,成功试射了该国最新研制的电磁炮,其发射速度达5倍音速,射程则远达200公里。“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快,效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨M、N长s=5m,宽L=1m,电阻不计。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=25T。“电磁炮”总质量m=0.1kg,其中加速导体棒a、b的电阻R= 0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为导体棒a、b提供的电流是400A。求:这次试验中“电磁炮”发射的速度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/1/8/1575180484476928/1575180518031360/STEM/f05b9276-03cd-450f-b7e2-28c7b3fb5cb5.png?resizew=325)
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【推荐3】2021年11月1日,央视报道我国一款新型电磁炮,它不是为了打击军事目标,而是专门用来扑灭山林大火的。发生山林大火时,山高路陡,人力灭火十分困难,利用电磁炮在山脚下发射消防灭火弹,就可以实现灭火,大大降低了灭火的难度。如图所示为某同学模拟电磁炮的原理图。为了研究方便将待发射的炮弹视为一个导体棒,导体棒质量m=0.02kg,电阻R=1Ω,把导体棒垂直放置于两条与水平面成30°角的平行导轨的下端,导轨宽L=0.11m,导轨下端到上端的长度为s=0.16m,导轨下端接电源,电动势E=80V,内阻r=1Ω。垂直导轨平面有一向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.25T,其余电阻不计以及摩擦力都忽略不计,不考虑电磁感应现象的影响,g=10m/s2。求:导体棒受到安培力的大小和方向。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/30/10aaa1f8-0da9-4165-a715-16533325cb81.png?resizew=181)
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【推荐1】如图所示,水平放置的平行金属导轨相距L=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面, 导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻不计,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/4/25/2190100089962496/2191572689813505/STEM/91513a64-60a5-4597-949d-2dad004f057f.png?resizew=194)
(1).ab棒中感应电动势的大小?
(2).回路中感应电流的大小?
(3).维持ab棒作匀速运动的水平外力F的大小及方向?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/4/25/2190100089962496/2191572689813505/STEM/91513a64-60a5-4597-949d-2dad004f057f.png?resizew=194)
(1).ab棒中感应电动势的大小?
(2).回路中感应电流的大小?
(3).维持ab棒作匀速运动的水平外力F的大小及方向?
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【推荐2】如图所示,两根平行的光滑金属导轨
、
,距离为L,与左侧从M,P间连接的电阻R构成一个固定的水平U型导体框架,导轨电阻不计且足够长。框架置于一个方向竖直向下,范围足够大的匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场左侧边界是
。质量为m、电阻为r、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上,并与导轨接触良好,给导体棒一个水平向右的初速度
进入磁场区域,求:
(1)导体棒进入磁场瞬间加速度的大小;
(2)导体棒运动全过程中电阻R上产生的热量QR;
(3)导体棒在磁场中运动的位移x。
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(1)导体棒进入磁场瞬间加速度的大小;
(2)导体棒运动全过程中电阻R上产生的热量QR;
(3)导体棒在磁场中运动的位移x。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/29/2946814116618240/2948019903856640/STEM/3a0c0905-648c-474e-b711-074585d2a2f5.png?resizew=245)
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