1 . 电磁发射
2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！
(1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生_______ 方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI0 （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为_______ 的安培力，从而推动炮弹加速。______
A.线圈abcd此时恰垂直于中性面
B.线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大
C.线圈abcd产生交流电的周期为
②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为______ _______ 。（忽略回路自感效应）
(3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。_______ 。
②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的_______ _______ 。
2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！
(1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生
A.线圈abcd此时恰垂直于中性面
B.线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大
C.线圈abcd产生交流电的周期为
②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为
A. 
B. 
C. 
(3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。
②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的
A.
B. 
C. 
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2 . “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（ ）
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。
1．在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为
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
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 |
5．由上图可知，充完电后电容器的电压为
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3 . 如图所示是某同学模拟电磁炮的工作原理和发射过程，水平台面上有足够长的平行光滑金属导轨MN和PQ置于塑料圆筒内，质量为m的金属炮弹置于圆筒内的轨道上，轨道间距为L，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨左端连着平行板电容器和电动势为E的电源。先让单刀双置开关接1接线柱对电容器充电，充电结束后，将开关接2接线柱。金属炮弹在安培力作用下开始运动，达到最大速度后离开导轨，整个过程通过炮弹的电荷量为q。已知在圆筒中金属炮弹始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，炮弹电阻为R。在这个过程中，以下说法正确的是（ ）
A．炮弹离开导轨时的速度为 |
B．电容器的电容 |
C．炮弹在导轨上的位移 |
| D．在其他条件不变时，炮弹的最大速度与电容器电容大小成正比 |
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2023-07-01更新
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1009次组卷
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4卷引用：江西省宜春市第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
4 . 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻
，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的
图如图2所示，在
至
时间内
，时撤去F。已知起飞速度
，
，线圈匝数
匝，每匝周长
，动子和线圈的总质量
，
，
，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求
（1）恒流源的电流I；
（2）线圈电阻R；
（3）时刻。
，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的图如图2所示，在至时间内，时撤去F。已知起飞速度，，线圈匝数匝，每匝周长，动子和线圈的总质量，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求（1）恒流源的电流I；
（2）线圈电阻R；
（3）时刻
。
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5 . 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮原理示意图如图所示，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计。导轨间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场（图中未画出），炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。
（1）判断直流电源的正极在a端还是b端？
（2）求MN刚开始运动时加速度的大小：
（3）求MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q。
（1）判断直流电源的正极在a端还是b端？
（2）求MN刚开始运动时加速度的大小：
（3）求MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q。
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6 . 电磁轨道炮是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，电磁轨道炮示意图如图甲所示，直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，炮弹可视为一质量为m、电阻为R的导体棒ab，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计电容器放电电流引起的磁场影响。
（1）求电容器充电结束后所带的电荷量Q；
（2）请在图乙中画出电容器两极间电势差u随电荷量q变化的
图像。类比直线运动中由图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能
；
（3）开关由1拨到2后，电容器中储存的电能部分转化为炮弹的动能。从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒ab中的自由电荷为正电荷。我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图丙分析说明其原理。
（1）求电容器充电结束后所带的电荷量Q；
（2）请在图乙中画出电容器两极间电势差u随电荷量q变化的
图像。类比直线运动中由图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能；（3）开关由1拨到2后，电容器中储存的电能部分转化为炮弹的动能。从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒ab中的自由电荷为正电荷。我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图丙分析说明其原理。
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7 . 我国第三艘航空母舰“福建号”采用的是电磁弹射装置，其原理可简化为如图所示，直流电源电动势为E，储能电容器的电容为C，固定于水平面内的两根光滑平行金属电阻不计。飞行器可视为一根有电阻的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动，达到最大速度之后离开导轨。根据上述信息可知（ ）
| A．匀强磁场的方向应该垂直于导轨平面向上 |
| B．电容器的电容C越大，MN的最大速度就越大 |
| C．电容器的电容C越大，MN刚开始运动时的加速度就越大 |
| D．当电容器储存的电荷全部放出时，MN的速度达到最大 |
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2023-02-05更新
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790次组卷
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4卷引用：江苏省宿迁市2022-2023学年高二上学期期末物理试题
江苏省宿迁市2022-2023学年高二上学期期末物理试题山东省枣庄市第三中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题（已下线）专题10 电磁感应 -【好题汇编】备战2023-2024学年高二物理上学期期末真题分类汇编（江苏专用）四川省宜宾市叙州区第二中学校2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题
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8 . 电磁炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其原理示意图如图所示，假设图中直流电源电动势为E=35V，电容器的电容为C=2F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m，电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg、电阻为R=5Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场，MN开始向右加速运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。问：
（1）直流电源的a端为正极还是负极；
（2）MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）已知电容器储藏的电场能为
，导体棒从开始运动到离开轨道的过程中，导体棒上产生的焦耳热的大小。（电磁辐射可以忽略）
（1）直流电源的a端为正极还是负极；
（2）MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）已知电容器储藏的电场能为
，导体棒从开始运动到离开轨道的过程中，导体棒上产生的焦耳热的大小。（电磁辐射可以忽略）
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2023-01-11更新
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966次组卷
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4卷引用：2022届陕西省咸阳市秦都区高三上学期模拟考试物理试题
2022届陕西省咸阳市秦都区高三上学期模拟考试物理试题（已下线）专题3.6 用力学三大观点处理电磁感应中的单双棒问题-2023年高考物理靶向冲刺强化训练（三大题型+提升模拟）北京市北京交通大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题山西省山西大学附属中学2022-2023学年高三下学期5月月考理综物理试题
9 . 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。当开关S接通，电压恒为
的电源为系统供电，动子从静止开始推动飞机加速，此加速过程中线圈中的电流随时间的变化规律为
。当电流第一次减为零时飞机与动子脱离。此时断开S，动子将做阻尼运动而最终停下。已知线圈匝数n=100匝，每匝周长，直流电阻不计。飞机的质量
，动子和线圈的总质量
，
，
，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求：
（1）开关S接通后瞬间，线圈的自感电动势大小
；
（2）电流第一次达到最大时，飞机的速度大小
及飞机与动子脱离时的速度大小
；
（3）飞机与动子脱离后，动子运动过程的位移大小x；
（4）电流第一次达到最大时，线圈存储的磁场能。（不考虑电磁辐射的能量）
的电源为系统供电，动子从静止开始推动飞机加速，此加速过程中线圈中的电流随时间的变化规律为。当电流第一次减为零时飞机与动子脱离。此时断开S，动子将做阻尼运动而最终停下。已知线圈匝数n=100匝，每匝周长，直流电阻不计。飞机的质量，动子和线圈的总质量，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求：（1）开关S接通后瞬间，线圈的自感电动势大小
；（2）电流第一次达到最大时，飞机的速度大小
及飞机与动子脱离时的速度大小；（3）飞机与动子脱离后，动子运动过程的位移大小x；
（4）电流第一次达到最大时，线圈存储的磁场能。（不考虑电磁辐射的能量）
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10 . 电磁炮是当今世界强国争相研发的一种先进武器，我国电磁炮研究处于世界第一梯队。如图所示为某种电磁炮设计的原理示意图，间距为l的两根倾斜导轨平行放置，轨道平面与水平面成一定角度且处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨下端通过开关与电源连接，质量为m、装有弹体的导体棒ab垂直放置在导轨上，闭合开关后，弹体会在安培力的作用下高速发射出去。某次实验中，一靶机悬停在距电磁炮炮口水平距离为d、高为h的高空，炮弹发射出去后，刚好水平击中靶机。设弹体在离开电磁炮发射轨道之前已达到匀速，忽略空气阻力和各处摩擦的影响，整个回路的总电阻为R，重力加速度为g，求：
（1）炮弹的发射速度v；
（2）电源的电动势E。
（1）炮弹的发射速度v；
（2）电源的电动势E。
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