1 . 电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等。其工作原理可简化如图所示：上下共四根导轨，飞机前轮下有一牵引杆，与飞机前轮连为一体，可收缩并放置在飞机的腹腔内。起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，强迫储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在强大的安培力作用下推动飞机运行到高速。现有一弹射器弹射某飞机，设飞机质量m=2×10⁴kg，起飞速度为v=60m/s，起飞过程所受到平均阻力恒为机重的0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始匀加速起飞，起飞距离为L=200m，在电磁弹射器与飞机发的发动机（设飞机牵引力不变）同时工作的情况下，匀加速起飞距离减为s=50m，假设弹射过程强迫储能装置的能量全部转化为飞机的动能，取g=10m/s²，求：
（1）判断图中弹射器工作时磁场的方向；
（2）计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量；
（3）设强迫储能装置释放电能时的平均放电电压为U=1000V，飞机牵引杆的宽度d=2.5m，计算强迫储能装置放电时的平均电流以及加速飞机所需的磁感应强度B的大小；
（4）实际中强迫储能装置的放电电压和功率均为可控，谈谈航母上安装电磁弹射器的优点。

2 . 电磁炮是利用安培力对弹体加速的新型武器，速度可达2×10³ m/s，炮弹强大的动能使得击中时物体被瞬间摧毁。如图是电磁炮的原理图，两平行轨道位于同一水平面内，处在竖直向上的匀强磁场中。一导体棒横放在两导轨间，接入电路的长度为1.5m。当回路中的电流恒为20A时，导体棒所受的安培力大小为600N，问：
（1）导体棒受到的安培力方向是向左还是向右？
（2）匀强磁场磁感应强度B为多大？
（3）若回路中电流恒为30A，导体棒所受安培力为多大？

3 . 如图甲所示，电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。它的主要原理如图乙所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，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的可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，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s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，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．通过炮弹的电流为

D．可控电源此时的电动势是

4 . 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，下列结论中错误的是（　　）

A．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，可适当增大磁感应强度

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

5 . 近年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，其原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。已知平行导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为B=ki（k为常量且已知）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由变为，两导轨内侧间距为k，每一级区域中金属棒被推进的距离均为s=2m，金属棒的质量为m=1kg，不计任何摩擦与阻力，求：
（1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F；
（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小a₁、a₂；
（3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小。

7 . 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？

8 . 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？

9 . 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？

10 . 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