组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 安培力 > 安培力的大小 > 电磁炮
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:282 题号:3946621
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
【知识点】 电磁炮

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【推荐1】下图是导轨式电磁炮实验装置示意图.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(即实验用弹丸).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.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,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=5×10-7T/A.已知两导轨内侧间距L=2.0cm,滑块的质量m=40g,滑块沿导轨滑行2m后获得的发射速度v=100m/s(此过程视为匀加速运动).

(1)求发射过程中电源提供的电流强度.
(2)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中固定在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度为s.设滑块质量为m,求滑块对砂箱平均冲击力的表达式
2018-04-24更新 | 287次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】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。
2023-03-05更新 | 898次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】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的弹体(包括金属杆的质量)加速到速度。若这种装置的轨道宽,长为,通过金属杆的电流恒为,不考虑杆运动产生的电动势。(轨道摩擦忽略不计)求:
(1)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)弹体加速到轨道末端时磁场力的功率。

2024-04-27更新 | 31次组卷
共计 平均难度:一般