1 . 2021年11月1日，央视报道我国一款新型电磁炮，它不是为了打击军事目标，而是专门用来扑灭山林大火的。发生山林大火时，山高路陡，人力灭火十分困难，利用电磁炮在山脚下发射消防灭火弹，就可以实现灭火，大大降低了灭火的难度。如图所示为某同学模拟电磁炮的原理图。为了研究方便将待发射的炮弹视为一个导体棒，导体棒质量m=0.02kg，电阻R=1Ω，把导体棒垂直放置于两条与水平面成30°角的平行导轨的下端，导轨宽L=0.11m，导轨下端到上端的长度为s=0.16m，导轨下端接电源，电动势E=80V，内阻r=1Ω。垂直导轨平面有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T，其余电阻不计以及摩擦力都忽略不计，不考虑电磁感应现象的影响，g=10m/s²。求：导体棒受到安培力的大小和方向。
   

2 . “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。