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1 . “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。
(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。
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2 . 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘配置电磁弹射的航空母舰。其原理可简化为,两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,导轨平面内具有垂直于导轨平面的匀强磁场。电磁弹射车垂直横跨两金属导轨,且始终保持良好接触。已知磁场的磁感应强度大小为B,电源的内阻为r,两导轨间距为L,电磁弹射车和飞机的总质量为m,轨道电阻不计,电磁弹射车的电阻为R。通电后,飞机随电磁弹射车滑行距离s后刚好能获得最大的速度为v。若不计空气阻力和摩擦,下列说法正确的是( )
A.飞机在轨道上做变加速直线运动 |
B.将电源的正负极调换,战斗机仍然能实现加速起飞 |
C.电磁弹射车达到最大速度时电流不为零 |
D.电源的电动势为 |
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3 . 电磁炮是一种现代化武器,模拟图如图所示,当接通电源之后,炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下,向前加速飞行,关于电磁炮的有关说法错误的是( )
A.将电流反向,炮弹所受磁场力方向不变 |
B.将电流反向,炮弹所受磁场力方向也会反向 |
C.其他条件相同时,电流越大,炮弹飞出速度越大 |
D.其他条件相同时,导轨越长,炮弹飞出速度越大 |
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4 . 电磁炮是一种理想的兵器,如图所示,利用此装置可将质量m2kg的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到一个较大速度。若这种装置的轨道间距L=2m,长s100m,通过金属杆EF的电流恒为I1000A,轨道间匀强磁场磁感应强度B的大小为20T,轨道摩擦忽略不计,求:
(1)弹体能加速到的最大速度;
(2)弹体加速过程安培力的平均功率。
(1)弹体能加速到的最大速度;
(2)弹体加速过程安培力的平均功率。
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5 . 如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图,在发射过程中,可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d,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l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻,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.炮弹所受安培力大小为 |
C.通过炮弹的电流为 | D.可控电源的电动势为 |
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6 . 近期,央视报道我国一款新型电磁炮,专门用来扑灭山林大火的。发生山林大火时,山高路陡,人力灭火十分困难,利用电磁炮在山脚下发射消防灭火弹,为了研究方便将待发射的炮弹视为一个导体棒,(如图所示),导体棒质量,电阻R=1Ω,把导体棒垂直放置于两条与水平面成30°角的平行导轨的下端(初速度为0),导轨宽,导轨长s=0.25m,导轨下端接电源,电动势,内阻r=1Ω。垂直导轨平面有一向上的匀强磁场,磁感应强度,其余电阻不计以及摩擦力都忽略不计,不考虑导体棒切割磁感线产生的电动势,取。求:
(1)画出导体棒的受力示意图;
(2)导体棒受到安培力的大小;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
(1)画出导体棒的受力示意图;
(2)导体棒受到安培力的大小;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
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7 . 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。
(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。
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2023-12-26更新
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186次组卷
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2卷引用:河南省部分重点中学2023-2024学年高二上学期12月质量检测物理试题
8 . 某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨和固定在同一水平面内且相互平行,在空间存在垂直导轨平面向上的磁场,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
(1)在图中连线,完成实验电路,要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向运动_______ 。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,应_______ (填正确选项前的字母)。
A.适当减小两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流
(3)根据磁场会对电流产生作用力的原理,人们发明了_______ (填正确选项前的字母)。
A.回旋加速器 B.电磁炮 C.质谱仪
(1)在图中连线,完成实验电路,要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向运动
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,应
A.适当减小两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流
(3)根据磁场会对电流产生作用力的原理,人们发明了
A.回旋加速器 B.电磁炮 C.质谱仪
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9 . 电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成,当电源接通后,磁场对流过炮弹电流产生力的作用。下列各俯视图中能使炮弹获得极大的向左发射速度的是( )
A. | B. |
C. | D. |
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2023-12-09更新
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316次组卷
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2卷引用:重庆市第八中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题
10 . 电磁轨道炮是指以电能为发射能源,利用电磁导轨之间流过的大功率瞬态电流产生强大磁场作用力驱动弹体的一种杀伤武器,其工作原理如图所示。轨道电流在弹体处形成垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度(为常数)。电流从一条轨道流入质量为的弹体后从另一条轨道流回,弹体在磁场力作用下在两平行轨道之间无阻尼加速运动,并与轨道保持良好接触。轨道有效长度为、宽度为d,则弹体的出射速度约为( )
A. | B. | C. | D. |
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