2 . 2022年6月17日，我国新一代战舰预计将会配备电磁轨道炮，其原理可简化为如图所示（俯视图）装置。两条平行的水平轨道被固定在水平面上，炮弹安装于导体棒ab上，由静止向右做匀加速直线运动，到达轨道最右端刚好达到预定发射速度v，储能装置储存的能量恰好释放完毕。已知轨道宽度为d，长度为L，磁场方向竖直向下，炮弹和导体杆ab的总质量为m，运动过程中所受阻力为重力的k（）倍，储能装置输出的电流为I，重力加速度为g，不计一切电阻、忽略电路的自感。下列说法错误的是（　　）

A．电流方向由a到b

B．磁感应强度的大小为

C．整个过程通过ab的电荷量为

D．储能装置刚开始储存的能量为

3 . “电磁炮”（如图甲）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，电源能为加速弹体提供的电流I = 4 × 10³A，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
1．在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为______N；弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要______m；

2．电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放，这些电能需要电容器来储存，这就需要对电容器先充电。如图所示，导轨的左端连接电容C = 5 × 10^－2F的电容器，开关S先接1，使电容器充电，电压充到为U₀时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为______（选填“正极”、“负极”或“可正可负”）；

3．以下分析正确的是（     ）

A．强迫储能器上端为正极

B．飞机的质量越大，离开弹射器时的动能一定越大

C．强迫储能器储存的能量越多，飞机被加速的时间一定越长

D．平行导轨间距越小，飞机能获得的加速度将越小

4．充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化。请在图中画出u—q图像______。

5．由上图可知，充完电后电容器的电压为______V；并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为______J。
6．如图所示，平行粗糙金属导轨间距为L，导轨处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个相同的金属棒ab、cd垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，每个金属棒质量均为m，接入电路的电阻均为R。两个金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F = 3μmg，棒ab前进的距离为d时速度达到最大值，此时将恒力大小变为F′ = 2μmg，方向不变，同时解除对棒cd的锁定，再经过时间t金属棒cd做匀速运动。导轨足够长且电阻不计。求：
（1）棒ab的最大速度；
（2）棒ab从开始运动到最大速度的过程中产生的焦耳热；
（3）棒cd匀速运动的速度大小及在整个过程中通过金属棒cd的电量q。

4 . 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BkI（k为常量）。

1．金属棒经过第一级区域时，回路中的电流为I，则金属棒在大小为F＝______的安培力作用下被推动。
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=______

5 . “电磁炮”（如图甲）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，电源能为加速弹体提供的电流I=4×10³A，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
1．在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为________N；弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要________m；
   
2．电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放，这些电能需要电容器来储存，这就需要对电容器先充电。如图所示，导轨的左端连接电容C=5×10^-2F的电容器，开关S先接1，使电容器充电，电压充到为U₀时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为________（选填“正极”、“负极”或“可正可负”）；
   
3．以下分析正确的是（       ）

A．强迫储能器上端为正极

B．飞机的质量越大，离开弹射器时的动能一定越大

C．强迫储能器储存的能量越多，飞机被加速的时间一定越长

D．平行导轨间距越小，飞机能获得的加速度将越小

4．充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化。请在图中画出u-q图像。
   
5．由上图可知，充完电后电容器的电压为________V；并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为________J。

6 . 关于课本内的插图，则（　　）

   

A．图甲是电磁炮示意图，抛射体的发射速度与抛射体的质量无关

B．图乙是速度选择器示意图，它不能判断带电粒子的电性

C．图丙是质谱议示意图，打在底片相同位置处的带电粒子质量相同

D．图丁是回旋加速器，增大交变电场的电压可以增大粒子的最大动能

7 . 上海科技馆的智慧之光展区有一个叫做“电磁炮”的体验展品，利用磁场对通电导体的作用力，从而沿导轨加速发射抛射体。“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。光滑水平导轨电阻不计，宽为L。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。“电磁炮”弹体总质量为m，其中弹体在轨道间的电阻为R。可控电源的内阻为r，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，不计空气阻力。则：
   
（1）弹体所受的安培力为______，弹体的加速度为______。
（2）弹体从静止加速到v，轨道长度至少为______。
（3）弹体从静止加速到v的过程中电源提供的总能量为______；该电路为______（填写A.“纯电阻电路”     B.“非纯电阻电路”），可控电源的电压应随时间______（选填A.“均匀增加”   B.“不均匀增加”     C.“不变”），才能保证“电磁炮”匀加速发射。

9 . 如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成，当电源接通后，磁场对流过炮弹电流产生力的作用，使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是（       ）

A．	B．
C．	D．

10 . 中国电磁炮技术世界领先，下图是一种电磁炮简易模型。间距为L的平行导轨水平放置，导轨间存在竖直方向、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨一端接电动势为E、内阻为r的电源。带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒电阻为R，导轨电阻不计。通电后棒沿图示方向发射。则（　　）

A．磁场方向竖直向上

B．闭合开关瞬间，安培力的大小为

C．轨道越长，炮弹的出射速度一定越大

D．若同时将电流和磁场方向反向，炮弹将沿图中相反方向发射