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
(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
更新时间:2018-04-24 14:38:22
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【推荐1】如图甲所示,发电机电枢轴上缠绕一细绳,绳下悬挂一质量为m的重物,重物以速度v匀速下降,发电机的线圈电阻不计,外电阻为R,重力加速度为g,阻力不计,求:
(1)发电机的输出功率P;
(2)流过电阻R的电流I;
(3)将电阻R换成一直流电源,电动势为E,电源内阻也为R,如图乙所示,发电机将变为电动机,仍然提升质量为m的重物。重物匀速上升时的速度u。
(1)发电机的输出功率P;
(2)流过电阻R的电流I;
(3)将电阻R换成一直流电源,电动势为E,电源内阻也为R,如图乙所示,发电机将变为电动机,仍然提升质量为m的重物。重物匀速上升时的速度u。
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【推荐2】如图甲所示,用表面绝缘的金属丝绕成的正方形闭合线框abcd放置于粗糙的水平桌面上,线框边长L=40cm、匝数N=50匝、质量m=0.20kg、电阻R=8.0Ω,虚线MN是线框中线,MN左侧空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数µ=0.50。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2求:
(1)t1=1.2s时刻这50匝线框所受安培力的大小和方向;
(2)何时这50匝线框开始滑动,并求这50匝线框在滑动前所产生的焦耳热。
(1)t1=1.2s时刻这50匝线框所受安培力的大小和方向;
(2)何时这50匝线框开始滑动,并求这50匝线框在滑动前所产生的焦耳热。
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名校
【推荐3】如图所示,afe、bcd为两条平行的金属导轨,导轨间距l=0.5 m.ed间连入一电源E=3 V,内阻r=0.5Ω,ab间放置一根长为l=0.5 m的金属杆与导轨接触良好,cf水平且abcf为矩形.空间中存在一竖直方向的磁场,当调节斜面abcf的倾角θ时,发现当且仅当θ在30°~90°之间时,金属杆可以在导轨上处于静止平衡.已知金属杆质量为0.1 kg,金属杆的电阻R为1Ω,导轨及导线的电阻可忽略,金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍.重力加速度g=10 m/s2,试求磁感应强度B及μ.
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【推荐1】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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名校
【推荐2】如图甲所示“电磁炮”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,不计弹体在运动中的感应电动势.在某次试验发射过程中,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力.求:
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?
(3)若考虑弹体切割磁感线产生的感应电动势,试分析弹体的运动情况。
(1)弹体所受安培力大小;
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【推荐3】“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。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2 m;在导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T;“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω;可控电源的内阻r=0.6 Ω,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,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103 A,不计空气阻力。求:
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到4 km/s,轨道至少要多长?
(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中,该系统消耗的总能量。
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到4 km/s,轨道至少要多长?
(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中,该系统消耗的总能量。
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