1 . 电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能，使炮弹发射出去．如图所示，把两根长为s（s足够大）、互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属架上，已知金属架与炮弹的运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比，当有恒定的大电流I₁通过轨道和金属架时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v₁时的加速度为a，当有恒定的大电流I₂通过轨道和金属架时，炮弹的最大速度为v₂，则垂直于轨道平面的磁感应强度为多少？

2 . 电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁弹射的主要应用范 围是大载荷的短程加速，在军事上比较典型的是航空母舰上的舰载飞机起飞弹射。如图甲为舰载机起飞示意图，舰载机在自身推力和磁悬浮电磁弹射车水平推力的作用下达到起飞速度。电磁弹射轨道可简化为图乙所示放在水平面上的平行金属导轨，导轨间充满竖直向上的匀强磁场，电流通过磁悬浮电磁弹射车时在安培力作用下推动舰载机加速运动。已知某舰载机质量m=3.010⁴kg，发动机提供的推力为3.010⁵N (设推力保持不变)，舰载机运动时所受阻力恒为舰载机重的0.1倍，无电磁弹射系统时舰载机滑行200m达到起飞速度。当加装电磁弹射系统后，电磁轨道间距d=2m，匀强磁场磁感强度B=10T，航空母舰提供 给电磁弹射系统的电流I=4.510³A，不计磁悬浮电磁弹射车的质量和其它能量损耗，g取10m/s²。求：
(1)电磁弹射系统使舰载机增加了多大的动力？
(2)使用电磁弹射装置后该舰载机滑行多远就能达到起飞速度？

3 . 电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示。1982 年澳大利亚制成了能把的弹体（包括金属杆EF 的质量）加速到的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）。若轨道宽为2m，通过的电流为10A，轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为，B 垂直于轨道向上（轨道摩擦不计）求：
（1）弹体（包括金属杆EF）所受安培力大小；
（2）弹体（包括金属杆EF）从静止加速到10km/s，轨道至少要多长？在这个过程中最大瞬时功率为多少？

4 . 电磁炮是一种利用电磁作用发射炮弹的先进武器，某同学利用饼型强磁铁和导轨模拟电磁炮的发射原理，如图所示，相同的饼型强磁铁水平等间距放置，使导轨平面近似为匀强磁场。下列说法不正确的是（　　）

A．放置强磁铁时，应保证磁铁的磁极同向

B．强磁铁磁性越强，在相同电流条件下，受到的安培力越大

C．随着导体棒运动的速度增加，棒受到的安培力将增大

D．若全部磁铁N极向上，导体棒所受安培力水平向右

5 . 如图所示为某研究小组设计的电磁炮供弹和发射装置．装置由倾角θ=37°的倾斜导轨和水平导轨在AB处平滑连接而成，电磁炮发射位置CD与AB相距x=0.4m．倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B₁，ABCD区域无磁场，CD处及右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B₂．倾斜导轨顶端的单刀双掷开关可连接阻值R=1.0Ω的电阻和电容C=0.5F的电容器．质量m=2.0kg、长度L=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆ab代替电磁炮弹，金属杆与倾斜导轨和ABCD区域导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5，CD右侧导轨光滑且足够长．供弹过程：开关打到S₁处，金属杆从倾斜导轨某个位置及以上任意位置由静止释放，金属杆最终都恰好精确停在CD处；发射过程：开关打到S₂处，连接电压U=100V电容器，金属杆从CD位置开始向右加速发射．已知导轨间距为L=1.0m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．

(1)求金属杆到达AB处时速度v的大小；
(2)为精确供弹，求磁感应强度B₁的大小；
(3)当B₂多大时，金属杆的最终速度最大？最大速度为多少？

6 . 如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放的炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触，内阻为r的可控电源提供的强大电流从一导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流向电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射，在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离为s后获得的发射速度为v。（不计空气阻力，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，导轨电阻不计）下列说法正确的是（　　）

A．匀强磁场方向为竖直向下	B．电磁炮受到的安培力大小为
C．可控电源此时的电动势是	D．这一过程中系统消耗的总能量大于

7 . 某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a₁b₁，固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦）

(1)在开关闭合后，金属棒向_________（选填“左侧”或“右侧”）移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A.适当增加两导轨间的距离
B.保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒
C.将滑动变阻器滑片向左移动
D.把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁
其中正确的是_________（填入正确选项前的字母）。
(3)如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向_____（选填“左侧"或“右侧”）移动。

8 . 如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab（含弹体）的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到v=4m/s后发射弹体。求：
(1)导体棒ab所受安培力大小；
(2)光滑水平导轨最小长度；
(3)该过程系统产生的焦耳热。

10 . 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤性武器。如图甲所示为电磁炮工作原理示意图，可简化为图乙模型。某电磁炮导轨长10m，两导轨之间的距离为0.5m。导轨间的磁场可认为是方向垂直 于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为1.5T，电流方向如图所示，电流大小为6×10⁶A。质量为10kg的炮弹收到安培力的作用从导轨右端静止开始一直做匀加速直线运动，到达最左端离开导轨发射出去。整个电磁炮固定在水平面上，忽略炮弹与导轨间的摩擦力。求：
（1）炮弹在导轨中所受安培力的大小。
（2）炮弹到达左端时离开导轨的速度。