“电磁炮”是现代军事研究中的一项尖端科技研究课题。其工作原理是将炮架放入强磁场中，并给炮架通入高强度电流，炮架相当于放入磁场的通电直导线，在安培力的作用下加速运动，在较短的轨道上短时间内获得一个非常大的速度射出。如图所示，已知加速轨道长度为L，轨道间距为d，炮架及炮弹的质量为m，足够大匀强磁场垂直于轨道所在平面，磁感应强度大小为B．炮架与水平轨道垂直。当给炮架通以大小恒为I的电流后，炮架与炮弹一起向右加速运动，不计一切阻力。求：
（1）通电时，炮架受到的安培力F的大小；
（2）离开轨道时，炮弹的速度v的大小；
（3）采取哪些措施能提高炮弹的发射速度。（至少提三条）
（1）通电时，炮架受到的安培力F的大小；
（2）离开轨道时，炮弹的速度v的大小；
（3）采取哪些措施能提高炮弹的发射速度。（至少提三条）
23-24高二上·北京通州·期末 查看更多[2]
更新时间：2024-01-25 09:44:12
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【知识点】 电磁炮
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名校
【推荐1】轨道炮是一种正在发展中的电磁投射装置，目前能将质量10 kg的弹丸加速到时速9000 km，射程可达200 km以上．除军事外，轨道炮在航天、可控核聚变等领域也有一定的应用前景．它的基本结构如图所示．两根长直金属导轨平行放置，投射物通常为金属弹丸，可视为一段导体，两端分别与两根导轨接触．现将开关K闭合，两根导轨与投射物组成闭合回路，回路中有很大的电流通过．
（1）指出投射物上某点P处的磁感应强度B的方向；
（2）简述轨道炮投射物体的物理原理；
（3）实际设计制造轨道炮装置时可能会遇到哪些技术问题？
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【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）
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）
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【推荐3】如图所示为某研究小组设计的电磁炮供弹和发射装置．装置由倾角θ=37°的倾斜导轨和水平导轨在AB处平滑连接而成，电磁炮发射位置CD与AB相距x=0.4m．倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B1，ABCD区域无磁场，CD处及右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B2．倾斜导轨顶端的单刀双掷开关可连接阻值R=1.0Ω的电阻和电容C=0.5F的电容器．质量m=2.0kg、长度L=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆ab代替电磁炮弹，金属杆与倾斜导轨和ABCD区域导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5，CD右侧导轨光滑且足够长．供弹过程：开关打到S1处，金属杆从倾斜导轨某个位置及以上任意位置由静止释放，金属杆最终都恰好精确停在CD处；发射过程：开关打到S2处，连接电压U=100V电容器，金属杆从CD位置开始向右加速发射．已知导轨间距为L=1.0m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．
(1)求金属杆到达AB处时速度v的大小；
(2)为精确供弹，求磁感应强度B1的大小；
(3)当B2多大时，金属杆的最终速度最大？最大速度为多少？
(1)求金属杆到达AB处时速度v的大小；
(2)为精确供弹，求磁感应强度B1的大小；
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