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1 . 导轨式电磁炮的原理结构示意图如图所示。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过炮弹,再从另一导轨流回电源,炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,炮弹所在位置的磁场可以简化为磁感应强度大小为B的垂直于平行导轨的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L,炮弹的质量为m,炮弹获得的速度为v。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.a为电源正极 | B.在发射过程中,电源提供的总能量为 |
C.在发射过程中,安培力做的功为 | D.在发射过程中,通过炮弹的电荷量为 |
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2 . 电磁炮是利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进武器。据报道,我国最新电磁武器系统成功将一枚124kg的重型炮弹以2500m/s的速度发射,使其成为世界上威力最强的同类型武器之一。如图所示为电磁炮的原理简图,炮弹的阻值为R,放置在光滑的电阻不可忽略的金属轨道上,轨道水平放置,电源电动势恒定内阻为r。当炮弹放入轨道后,受到垂直纸面向里的匀强磁场对其的安培力作用,使其加速后射出。下列说法正确的是( )
A.电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能 |
B.炮弹所受到的安培力大小恒定不变 |
C.整个过程中电路的路端电压逐渐增大最后不变 |
D.只要不断增加轨道的长度,炮弹出膛时获得的动能就能不断增加 |
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3 . 电磁炮通过给导轨回路通以很大的电流,使抛射体在导轨电流产生的磁场的安培力作用下沿导轨加速运动,最终将抛射体以很高的速度发射出去。电磁炮的原理示意图如图所示,图中电源可提供恒定的电流,抛射体处于垂直导轨向下的匀强磁场中,磁感应强度与回路中的电流成正比,要使抛射体离开轨道时的速度增大一倍,下列措施可行的( )
A.仅使抛射体的质量减半 | B.仅使导轨长度变为原来的两倍 |
C.仅使两导轨间距变为原来的两倍 | D.仅使回路中的电流变为原来的两倍 |
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2024-03-14更新
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520次组卷
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3卷引用:江西省九校2023-2024学年高三下学期3月月考物理试题
江西省九校2023-2024学年高三下学期3月月考物理试题江西省抚州市金溪县第一中学2023-2024学年高三下学期3月考试物理试卷(已下线)压轴题06 安培力-2024年高考物理压轴题专项训练(新高考通用)
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4 . 如图为某同学利用电磁炮来研究碰撞问题的示意图,其中ABCD为无限长的水平光滑桌面。图中左侧部分即为电磁炮的简化模型,两平行导轨固定在水平桌面上,间距d=1×10-3m,一金属弹丸P1置于两导轨之间,并与导轨保持良好接触,质量m1=9kg。导轨左端与一电流为I的理想恒流源相连。在发射过程中,假设两平行导轨中的电流I在弹丸所在位置处产生的磁场始终可视为匀强磁场,其强度与电流的关系为B=kI(其中k=103T/A),方向垂直导轨平面,t=0时刻弹丸从静止自导轨左端向右滑行l1=0.5m后以速度v1=2m/s射出。在弹丸出射方向的延长线上,静置着两小物块P2(质量m2未知)、P3(质量m3=1kg),P2与P3间有极小间隙。它们右侧足够远处放有由处于原长的轻弹簧连接的小物体P4(质量m4=1kg)、P5(质量m5=2kg)。P1、P2、P3、P4、P5均可视为质点,P3、P4之间的距离为l2(大小可调)。不计空气阻力、摩擦阻力。
(1)求理想恒流源中的电流I;
(2)在弹丸射出后撞向静置的P2P3,假定P1与P2、P2与P3间的碰撞均为弹性碰撞,(P3运动起来后立刻取走P1P2)欲使碰后P3获得最大的向右运动的速度,则P2的质量应取多少?P3获得的最大速度v3又为多少?
(3)若在t=0时刻,给P4一向右的速度v4=3m/s,则P4、P5将做某种复杂的运动。假定P3以(2)问中的最大速度飞向P4P5和弹簧组成的系统,因l2大小可调,击中P4时P4的速度不确定,且P3P4碰后立即粘在一起。求P3P4P5和弹簧组成的系统在以后的运动中,弹簧可能具有的最大弹性势能的取值范围。
(1)求理想恒流源中的电流I;
(2)在弹丸射出后撞向静置的P2P3,假定P1与P2、P2与P3间的碰撞均为弹性碰撞,(P3运动起来后立刻取走P1P2)欲使碰后P3获得最大的向右运动的速度,则P2的质量应取多少?P3获得的最大速度v3又为多少?
(3)若在t=0时刻,给P4一向右的速度v4=3m/s,则P4、P5将做某种复杂的运动。假定P3以(2)问中的最大速度飞向P4P5和弹簧组成的系统,因l2大小可调,击中P4时P4的速度不确定,且P3P4碰后立即粘在一起。求P3P4P5和弹簧组成的系统在以后的运动中,弹簧可能具有的最大弹性势能的取值范围。
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2024-02-20更新
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907次组卷
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2卷引用:重庆市巴蜀中学校2023-2024学年高三下学期适应性月考卷(六)物理试题
名校
5 . 电磁弹射技术是一种新兴的直线推进技术,2022年6月17日上午,中国第三艘航空母舰福建舰下水,并配置电磁弹射。其工作原理可以简化如下图模型,光滑固定导轨CD、EF与导电底座MN构成一驱动电流回路,将绝缘飞翔体安放在导电底座上,导轨中的恒定驱动电流I产生磁场,且磁感应强度B与驱动电流I及空间某点到导轨的距离r的关系式为(k为常量),磁场对处在磁场中的导电底座产生了安培力F,从而推动导电底座及飞翔体向右做匀加速直线运动,实现弹射。下列说法正确的是( )
A.CMNF回路内的磁场方向与驱动电流I的方向满足安培定则 |
B.导电底座MN所受安培力F的方向与CMNF回路中驱动电流I的方向有关 |
C.驱动电流I变为原来的2倍,导电底座MN所受安培力F的大小将变为原来的4倍 |
D.如果导电底座及飞翔体在导轨上滑过的距离保持不变,仅将飞翔体质量减为原来的一半,飞翔体最终的弹射速度将变为原来的倍 |
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2024-02-20更新
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535次组卷
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3卷引用:福建省福州第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
福建省福州第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题重庆市第八中学2023-2024学年高三下学期入学适应性考试物理试卷(已下线)压轴题06 安培力-2024年高考物理压轴题专项训练(新高考通用)
名校
6 . 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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7 . 电磁炮的模型如图所示,弹体(含水平杆ab)总质量,水平导轨M、N间距,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度,可控电源提供恒定电流,以保证弹体做匀加速直线运动,不计一切阻力。求:
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到所用的时间t;
(3)弹体从静止加速到过程中安培力所做的功W。
(1)弹体所受安培力大小;
(2)弹体从静止加速到所用的时间t;
(3)弹体从静止加速到过程中安培力所做的功W。
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2023-09-11更新
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1171次组卷
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3卷引用:福建省三明市三明第一中学2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题
福建省三明市三明第一中学2023-2024学年高三上学期12月月考物理试题2024届福建省漳州市高三上学期第一次教学质量检测物理试题(已下线)专题12 磁场的性质 带电粒子在磁场中的运动2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)
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8 . 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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9 . 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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10 . 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