1 . 电磁炮简化模型如图所示,两平行固定导轨水平放置,间距为
。一质量为
、电阻为
的金属弹丸置于两导轨之间,并与导轨保持良好接触。导轨左端与一电流为
的理想恒流源(恒流源内部的能量损耗不计)相连。在发射过程中,假设两平行导轨中的电流
在弹丸所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场,其强度与电流的关系为
,在两导轨间其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场,其大小
,方向均垂直导轨平面。如果一弹丸自导轨左端从静止开始被磁场加速直至射出的过程持续时间为
,(不计空气阻力、摩擦阻力以及导轨电阻,弹丸可视为薄片,
很小)。
(1)求弹丸出射时的速度
;
(2)求弹丸加速过程中回路感应电动势大小与加速时间的变化关系;
(3)若不计弹丸电阻,弹丸加速过程中恒流源的端电压始终等于回路中的感应电动势,试求恒流源输出的能量并讨论能量分配情况。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c02bc0c74292b1e8f395f90935d3174.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e105760638b22b26ff8bec4354255e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e105760638b22b26ff8bec4354255e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3ce50989e12a832f776f4a6a3c0a4ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bebe90ef60fffa62964a343fac5cc07d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/251ee0bd9b3f845a96ba657ba5df8ffe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c02bc0c74292b1e8f395f90935d3174.png)
(1)求弹丸出射时的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
(2)求弹丸加速过程中回路感应电动势大小与加速时间的变化关系;
(3)若不计弹丸电阻,弹丸加速过程中恒流源的端电压始终等于回路中的感应电动势,试求恒流源输出的能量并讨论能量分配情况。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/12/2612561062658048/2614591863365632/STEM/d181136c-2d61-4349-a923-e6adb57706c9.png)
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2020-12-15更新
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639次组卷
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2卷引用:2021届浙江省精诚联盟高三上学期适应性联考物理试题
2 . 电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km/s的电磁炮。若轨道宽l=2m,长s=100m,通过的电流为I=10A,(轨道摩擦不计)。则
(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B是多少?
(2)磁场力的最大功率多大?
(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B是多少?
(2)磁场力的最大功率多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/7/2595027611295744/2595222663766016/STEM/e0be94134516446c8af3a142f7f1791e.png?resizew=179)
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2020-11-17更新
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349次组卷
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2卷引用:天津市静海区瀛海学校2020-2021学年高二上学期11月物理试题
3 . 如图所示为导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放有一金属滑块(即实验用弹丸),滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触,电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源,滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射,在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为
,比例常量
。已知两导轨内侧间距
,滑块的质量
,滑块沿导轨滑行
后获得的发射速度
(此过程视为匀加速运动)。
(1)求发射过程中电源提供的电流;
(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03259146c08762a352342eb45d5e5e1c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15811b8791976c5796e5d46bd3777fc0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84ef98977102aef2a0895f241d0b34ff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8ffbbec252803d1f01eb9e46f1ffb1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/585c0b361a3e508f3dbb27a40b2dad5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61d6ea5cb289eb05debd7cec04c0ac25.png)
(1)求发射过程中电源提供的电流;
(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/10/5/2564427855970304/2580967967686656/STEM/72f8c30a-ca43-4fc7-be49-92680a4469ae.png?resizew=388)
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4 . 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。如图所示为某款电磁炮的轨道,该轨道长
,宽
。若发射质量为
的炮弹,从轨道左端以初速度为零开始加速,当回路中的电流恒为
时,最大速度可达
,假设轨道间磁场为匀强磁场,不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/10/20/2574953775702016/2577785530466304/STEM/66f17be9-7ee1-4f1e-845b-ce1dd864535f.png?resizew=255)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/167e6e41ac221847824a72e964f340f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f71a41641aa0d0e45a3c03d3d2c1196b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bba5b5b312d2889c239dd8ad89c57a7d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80eea2c3c9f6534461113a3ae07a1352.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cab473e0fe16d639e46f6dc8d1097b5d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/10/20/2574953775702016/2577785530466304/STEM/66f17be9-7ee1-4f1e-845b-ce1dd864535f.png?resizew=255)
A.磁场方向竖直向下 | B.磁场方向为水平向右 |
C.电磁炮的加速度大小为![]() | D.磁感应强度的大小为![]() |
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2020-10-24更新
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422次组卷
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4卷引用:2019人教版选择性必修第二册 第一章 课时1 磁场对通电导线的作用力 同步练习
2019人教版选择性必修第二册 第一章 课时1 磁场对通电导线的作用力 同步练习人教版(2019)选择性必修 第二册第一章 1 磁场对通电导线的作用力 作业(已下线)§1.1 磁场对通电导线的作用力 (备作业)-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列(人教版选择性必修第二册)广东省广州市9区2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷
名校
5 . 根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮,它的基本原理如图所示,下列结论中正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/11/2611898533404672/2612514703704064/STEM/155743bb-d86c-419f-8664-21184926c6c6.png?resizew=178)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/11/2611898533404672/2612514703704064/STEM/155743bb-d86c-419f-8664-21184926c6c6.png?resizew=178)
A.磁场竖直向上,要使炮弹沿导轨向右发射,必须通以自M向N的电流 |
B.要想提高炮弹的发射速度,可适当增大电流 |
C.要想提高炮弹的发射速度,可适当减小磁感应强度 |
D.使电流和磁感应强度的方向同时反向,炮弹的发射方向亦将随之反向 |
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2020-12-12更新
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238次组卷
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8卷引用:江西省南康中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题
名校
6 . 电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m,长为100m,通过的电流为10A,则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____ T,磁场力的最大功率P=_____ W(轨道摩擦不计)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486589413605376/2492071270408192/STEM/57c2b68a-8ecf-4eb7-8475-815ba865cd20.png?resizew=264)
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2020-06-25更新
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144次组卷
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2卷引用:山西省朔州市应县第一中学2019-2020学年高二下学期物理返校练习试题
7 . 电磁炮是一种理想的兵器,其原理如图,若轨道宽2m,通以恒定电流100A,弹体质量为(包括金属杆EF的质量)10g。该电磁炮能把弹体在t=0.1s的时间内从0加速到1000m/s。不计轨道摩擦。
(1)弹体加速时的加速度和轨道的长度?
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)磁场力的最大功率为多大?
(1)弹体加速时的加速度和轨道的长度?
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)磁场力的最大功率为多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/18/2487356201517056/2487830542393345/STEM/82491c51-a281-4888-9861-0695f465a3d6.png?resizew=280)
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2020-06-19更新
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326次组卷
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4卷引用:浙江省嘉兴市第五高级中学2019-2020学年高二下学期期中测试物理试题
名校
8 . 电磁炮是一种理想兵器,它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚国立大学成功研制出能把2.2g的弹体(包括金属杆MN的质量)加速到10km/s的电磁炮。若轨道宽2m,长100m,通过金属杆的电流恒为10A,不计轨道摩擦,则( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2648799848554496/2648886247530496/STEM/ac855e73-d51a-44c4-a1b7-56e24e204419.png?resizew=203)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2648799848554496/2648886247530496/STEM/ac855e73-d51a-44c4-a1b7-56e24e204419.png?resizew=203)
A.垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度大小为5.5T |
B.垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度大小为5.5×104T |
C.该电磁炮工作时磁场力的最大功率为1.1×104kW |
D.该电磁炮装置对磁场方向和电流方向的关系没有要求 |
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2021-02-01更新
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173次组卷
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5卷引用:浙江省诸暨市牌头中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理试题
浙江省诸暨市牌头中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理试题(已下线)2021年高考物理【热点·重点·难点】专练(全国通用)-热点5.电磁场中的直线运动1.2安培力的应用 达标作业-粤教版(2019)选择性必修第二册1.2安培力的应用 同步作业-粤教版(2019)选择性必修第二册1.2安培力的应用 基础巩固 -粤教版(2019)选择性必修第二册
2020高三·全国·专题练习
9 . 如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入,通过弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I成正比。通电的弹体在安培力的作用下离开轨道,则下列说法正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/5/2478194468937728/2478781583826944/STEM/e28fd424-2a17-4a0e-b62b-865b48fcf819.png?resizew=185)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/5/2478194468937728/2478781583826944/STEM/e28fd424-2a17-4a0e-b62b-865b48fcf819.png?resizew=185)
A.弹体向左高速射出 |
B.I为原来的2倍,弹体射出的速度也为原来的2倍 |
C.弹体的质量为原来的2倍,射出的速度也为原来的2倍 |
D.轨道长度L为原来的4倍,弹体射出的速度为原来的4倍 |
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2020-06-06更新
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109次组卷
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8卷引用:【专题】试卷06-2020年全国高考物理临考猜押密卷
(已下线)【专题】试卷06-2020年全国高考物理临考猜押密卷2022年新高考一轮复习全面巩固练习 第十章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用2023版创新设计高考物理总复习 第九章 第1节 磁场及其对电流的作用(分层练)1.2安培力的应用 同步练习-粤教版(2019)选择性必修第二册1.2安倍力的应用 同步训练 -粤教版(2019)选择性必修第二册1.2安培力的应用 课时练—粤教版(2019)选择性必修第二册1.2安培力的应用 基础巩固 -粤教版(2019)选择性必修第二册(已下线)考点03 安培力作用下的平衡和加速问题-2024年新高考物理一轮专题复习方略
名校
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=0.2 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。
(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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/22/2468260514988032/2469043271229440/STEM/d5785ad4-06f1-49fd-9c4d-3a3cc5565ea7.png?resizew=657)
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2020-05-23更新
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662次组卷
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8卷引用:2019届新疆克拉玛依市高三第三次模拟检测理综物理试题
2019届新疆克拉玛依市高三第三次模拟检测理综物理试题(已下线)《2021年高考一轮复习讲练测》16.2 磁场(1)(练)(已下线)2021届高考物理一轮复习必热考点整合回扣练--专题(41)磁场及其对电流的作用2023新教材高考物理复习 11.1磁场及磁场对通电导线的作用力(已下线)命题点五 与安培力相关的STSE问题1.2安培力的应用 同步练习 -粤教版(2019)选择性必修第二册广东省广州天省实验学校2023-2024学年高二上学期期中质量检测物理试题重庆市万州第二高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题