电磁炮是目前许多国家热衷发展的一种新式武器,其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时,强电流从一导轨流入,经滑块(炮弹)从另一导轨流回时,在两导轨平面间产生强磁场,磁感应强度大小与电流成正比。通有电流的滑块在安培力的作用下(不计阻力)加速一段距离后,炮弹会以很大的动能射出。关于电磁炮,下列说法正确的是( )
A.当水平放置的平行导轨通有如图所示的电流时,导轨间的磁场方向竖直向下 |
B.当回路中电流一定时,炮弹将做匀加速直线运动 |
C.若只将电流增大2倍,炮弹射出的动能也会增大2倍 |
D.若只将导轨长度增大2倍,炮弹射出的动能会增大4倍 |
更新时间:2020-04-07 22:56:31
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【知识点】 电磁炮
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【推荐1】某电磁轨道炮的简化模型如图所示,两圆柱形固定导轨相互平行,其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ,两导轨长为L,间距为d,一质量为m的金属弹丸置于两导轨间,弹丸直径为d,电阻为R,与导轨接触良好且不计摩擦阻力,导轨下端连接理想恒流电源,电流大小恒为I,弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动,加速度大小为a。下列说法正确的是( )
A.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为maL+mgLsinθ |
B.将弹丸弹出过程中,安培力做的功为I2R |
C.将弹丸弹出过程中,安培力的功率先增大后减小 |
D.将弹丸弹出过程中,安培力的功率不变 |
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【推荐2】电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,原理示意图如图所示。图中直流电源电动势为,电容器的电容为。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为,电阻不计。导轨间存在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场(图中未画出),炮弹等效为一质量为、电阻为的金属棒,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨接触良好。首先开关接1,使电容器完全充电。然后将开关接至2,开始向右加速运动。已知达到最大速度后才离开导轨,忽略空气阻力,则( )
A.直流电源的端是正极 |
B.刚开始运动时,加速度大小为 |
C.离开导轨时,电容器已经放电完毕 |
D.离开导轨时,电容器上剩余的电荷量为 |
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【推荐3】2022年11月,由我国自主研制的新概念武器—电磁枪在珠海航展闪亮登场。这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。下图是用电磁弹射技术制造的轨道炮原理图。质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动,并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入,通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场,可视为匀强磁场,磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速距离L后从轨道右边以速度v高速射出。下列说法中正确的是( )
A.弹体受到的安培力大小为 |
B.若电流增大到2I,则弹体射出速度变为 |
C.若轨道长增大到2L,则弹体射出速度变为 |
D.若电流I从N轨道左边流入,M轨道左边流回,则弹体将向左边射出 |
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