1 . 某同学学习了电磁炮驱动原理后，设计了圆形轨道的电磁炮模型，如图甲所示，半径为R的半圆形轨道，正对平行竖直摆放，轨道间距也为R，空间有辐向分布的磁场，使得轨道所在处磁感应强度大小恒为B，用质量为m、长度为R的细导体棒代替炮弹，与轨道接触良好，正视图如图乙所示，轨道最高位置与圆心齐平。给导体棒输入垂直纸面向里的恒定电流Ⅰ，将其从轨道最高位置由静止释放，使得导体棒在半圆形轨道上做圆周运动，到达另一侧最高位置时完成加速．忽略一切摩擦，且不考虑导体棒中电流产生的磁场及电磁感应现象的影响，下列说法正确的是（       ）

A．为实现电磁加速，应从左侧释放导体棒

B．导体棒到达轨道最低点时，其加速度方向竖直向上

C．加速完成时，导体棒获得的速度大小为

D．加速完成时，轨道对导体棒的支持力大小为πBIR

3 . 超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的两个电极，MN与CD之间部分区域有垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出），通电的海水会受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动。下列说法正确的是（　　）

A．要使船前进，图中MN应接直流电源的正极

B．改变超导线圈中的电流方向或电极的正负，可控制船前进或倒退

C．控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，就可以控制船航行的速度大小

D．该超导电磁船应用的是电磁感应原理

4 . 导轨式电磁炮的原理结构示意图如图所示。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源，炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，炮弹所在位置的磁场可以简化为磁感应强度大小为B的垂直于平行导轨的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹获得的速度为v。不计空气阻力，下列说法正确的是（       ）

A．a为电源正极	B．在发射过程中，电源提供的总能量为
C．在发射过程中，安培力做的功为	D．在发射过程中，通过炮弹的电荷量为

5 . 电磁炮通过给导轨回路通以很大的电流，使抛射体在导轨电流产生的磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终将抛射体以很高的速度发射出去。电磁炮的原理示意图如图所示，图中电源可提供恒定的电流，抛射体处于垂直导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度与回路中的电流成正比，要使抛射体离开轨道时的速度增大一倍，下列措施可行的（　　）

A．仅使抛射体的质量减半	B．仅使导轨长度变为原来的两倍
C．仅使两导轨间距变为原来的两倍	D．仅使回路中的电流变为原来的两倍

6 . 电磁弹射技术是一种新兴的直线推进技术，2022年6月17日上午，中国第三艘航空母舰福建舰下水，并配置电磁弹射。其工作原理可以简化如下图模型，光滑固定导轨CD、EF与导电底座MN构成一驱动电流回路，将绝缘飞翔体安放在导电底座上，导轨中的恒定驱动电流I产生磁场，且磁感应强度B与驱动电流I及空间某点到导轨的距离r的关系式为（k为常量），磁场对处在磁场中的导电底座产生了安培力F，从而推动导电底座及飞翔体向右做匀加速直线运动，实现弹射。下列说法正确的是（　　）

A．CMNF回路内的磁场方向与驱动电流I的方向满足安培定则

B．导电底座MN所受安培力F的方向与CMNF回路中驱动电流I的方向有关

C．驱动电流I变为原来的2倍，导电底座MN所受安培力F的大小将变为原来的4倍

D．如果导电底座及飞翔体在导轨上滑过的距离保持不变，仅将飞翔体质量减为原来的一半，飞翔体最终的弹射速度将变为原来的倍

8 . 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

9 . “电磁炮”是现代军事研究中的一项尖端科技研究课题。其工作原理是将炮架放入强磁场中，并给炮架通入高强度电流，炮架相当于放入磁场的通电直导线，在安培力的作用下加速运动，在较短的轨道上短时间内获得一个非常大的速度射出。如图所示，已知加速轨道长度为L，轨道间距为d，炮架及炮弹的质量为m，足够大匀强磁场垂直于轨道所在平面，磁感应强度大小为B．炮架与水平轨道垂直。当给炮架通以大小恒为I的电流后，炮架与炮弹一起向右加速运动，不计一切阻力。求：
（1）通电时，炮架受到的安培力F的大小；
（2）离开轨道时，炮弹的速度v的大小；
（3）采取哪些措施能提高炮弹的发射速度。（至少提三条）

10 . “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=0.2m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×10² T；“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω；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和方向；
（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；
（4）请简要说明电源的电压如何自行调节，才可以保证“电磁炮”匀加速发射。