1 . 下图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B=kI，比例常量k=8.0×10^-5T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行x=5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）．

(1)求发射过程中滑块滑行的加速度和电源提供的电流各是多大?
(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平均输出功率多大?（保留两位有效数字）

2 . 电磁炮是一种理想的新型武器，它的主要原理如图所示。2016年12月某某中学创新节活动上，我校黄同学等人制成了简易的“电磁炮”模型并在东山公园作了展示，良好效果，并得到老师和同学们的赞扬。黄同学等人把m = 200g的弹体模型（包括金属杆CD的质量）通过导轨加速，并最终从O点水平抛出，继续飞行击中目标P（如图所示）。若轨道宽L = 1m，电磁炮在导轨上加速距离s = 2.5m，通过的电流为I = 5A，方向如图所示。OA竖直高度为4.9m，AP水平距离为50m。已知匀强磁场的方向为竖直方向且垂直于水平导轨。（导轨间摩擦及空气阻力不计，P视为质点）g取9.8m/s²。
求：

（1）判断磁场方向
（2）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为多大？

3 . 中国电磁轨道炮即将服役，美军彻底急了,根据相关资料称，在中国电磁炮的炮口动能可以达到60兆焦以上，在将10.4公斤重的弹丸以每小时9010公里，相当于7倍音速的速度投送到160公里时，还能穿透三堵混凝土墙或者6块半英寸的厚钢板．电磁轨道炮工作原理图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电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面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（       ）

A．只将轨道长度L变为原来的2倍

B．只将电流I增加至原来的4倍

C．将弹体质量减至原来的一半，电流I增加至原来2倍，其它量不变

D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

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，下列结论中正确的是（　　）

A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M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 . 电磁炮通过安培力做功把电能转化成动能，将炮弹发射出去。如图所示，间距为L的两根相互平行的水平光滑导轨MM´和NN´，固定在磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，炮弹置于金属架PQ上，PQ与导轨垂直且接触良好。当PQ中通以大小为I，方向由P指向Q的电流时，金属架和炮弹一起水平向右运动，则金属架与炮弹所受安培力方向水平________（填“向左”或“向右”），大小为______ ；匀强磁场的方向竖直________（填“向上”或“向下”）。

6 . 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=40g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=2km/s的电磁炮，若轨道宽l=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________T，磁场力的最大功率P=________W(轨道摩擦不计)。

7 . 导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能的发射装置。如图为一电磁炮模型，把两根长为S₀=100m，互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中，磁感应强度B=2.0×10^-2T，质量m=2.0kg的弹体（包括金属杆PQ的质量）静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上，通电后通过弹体的电流I=10A，弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10^-2N，求：
（1）弹体受到的安培力多大；
（2）弹体最终以多大的速度v离开轨道；
（3）求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P。

8 . 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．电磁轨道炮示意如图，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．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，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），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．问：

（1）磁场的方向；
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少．

9 . 电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）

10 . 据新华社2010年12月14日报道。美国海军近日在弗吉尼亚州境内，成功试射了该国最新研制的电磁炮，其发射速度达5倍音速，射程则远达200公里。“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M、N长s=5m，宽L=1m，电阻不计。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=25T。“电磁炮”总质量m=0.1kg，其中加速导体棒a、b的电阻R=0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω，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，电源为导体棒a、b提供的电流是400A。求这次试验中“电磁炮”发射的速度。