1 . 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究,如图所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B。当开关S接通,电压恒为
的电源为系统供电,动子从静止开始推动飞机加速,此加速过程中线圈中的电流随时间的变化规律为
。当电流第一次减为零时飞机与动子脱离。此时断开S,动子将做阻尼运动而最终停下。已知线圈匝数n=100匝,每匝周长
,直流电阻不计。飞机的质量
,动子和线圈的总质量
,
,
,不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响,求:
(1)开关S接通后瞬间,线圈的自感电动势大小
;
(2)电流第一次达到最大时,飞机的速度大小
及飞机与动子脱离时的速度大小
;
(3)飞机与动子脱离后,动子运动过程的位移大小x;
(4)电流第一次达到最大时,线圈存储的磁场能。(不考虑电磁辐射的能量)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77fbe3e2335db77658087ef70ef7936d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/02dc04e9d8ca073fbdf7caa39cadfe37.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f730cf46d7e23e33c56b9e9a645bcfe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ccf0ab33344a142a817b80711bb5c6c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5dee915e2fb7b8a1f4328473f9c18ba7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff8d294b55a30edf80df9f312f15e910.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1077cb23ffd5c1dab504f9fa46b94185.png)
(1)开关S接通后瞬间,线圈的自感电动势大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b13d26fcfcaf396dc267b6625c07ffa.png)
(2)电流第一次达到最大时,飞机的速度大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f44c235d8b49207ad3f2d77dc5d6cf20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/814f55724f7ee57bd395eb3b95393c68.png)
(3)飞机与动子脱离后,动子运动过程的位移大小x;
(4)电流第一次达到最大时,线圈存储的磁场能。(不考虑电磁辐射的能量)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/24/0bbec488-0f5f-4e37-a1e0-9b1e75157755.png?resizew=311)
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2 . 利用电磁感应原理工作的是( )
A.动圈式扬声器 | B.磁电式仪表 | C.发电机 | D.电磁炮 |
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名校
3 . 电磁轨道炮工作原理如图,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。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),通电的弹体在轨道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型,其轨道长度为L=0.5m,平行轨道间距d=0.02m,弹体的质量m=0.02kg,导轨中的电流I=10A,磁感应强度的大小B=1T,不计一切阻力,求:
(1)弹体在轨道上运行的加速度大小;
(2)弹体的出射速度大小;
(3)弹体出射时电磁轨道炮的功率。
(1)弹体在轨道上运行的加速度大小;
(2)弹体的出射速度大小;
(3)弹体出射时电磁轨道炮的功率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/20/9a2032b0-6728-4805-8998-9e27406228f4.png?resizew=346)
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2022-12-19更新
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524次组卷
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6卷引用:广东省佛山市顺德区龙江中学等3校2022-2023学年高二上学期12月月考物理试题
名校
4 . 我国电磁炮发射技术世界领先,图为一款小型电磁炮的原理图,已知水平轨道宽
,长
,通以恒定电流
,轨道间匀强磁场的磁感应强度大小
,炮弹的质量
,不计电磁感应带来的影响。
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为
,其中k为阻力系数,炮弹离开轨道前做匀速运动,炮弹离开轨道时的速度大小为
,求阻力系数k的大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f9264f3a5fad6b46abcf874b34a9a1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39f0bc24ee9f0d1b1e5bbeb6ab205976.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/25887c7aef57bab3a2fb6a9d98286a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40249f1ef82f5f4b35887f184ef86291.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/834351778a236cb57023ee16801cf6e2.png)
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9df842778024defabc3193995f133a74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/146d43d5d7af5274b14ac62aed300007.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/19/a86421c4-e8b6-4e58-87fb-3959334accd4.png?resizew=223)
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名校
5 . 如图所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。当接通电源后,炮弹中的电流方向由正极导轨流向负极导轨的方向,磁场对流过炮弹的电流产生力的作用,使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中磁场B方向正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/17/678aba74-e690-4b2a-9894-0364207474b6.png?resizew=193)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/17/678aba74-e690-4b2a-9894-0364207474b6.png?resizew=193)
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
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2022-12-16更新
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284次组卷
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2卷引用:四川省广安市第二中学2022-2023学年高二上学期第二次月考物理试题
名校
6 . 根据磁场对电流有安培力作用的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮,其原理如图所示:间距为L的平行导轨水平放置,导轨一端接电动势为E、内阻为r的电源,带有可导电金属炮弹质量为m,垂直放在导轨上,电阻为R,导轨电阻不计。炮弹与导轨阻力忽略不计。则下列说法正确的是( )
A.磁场方向应竖直向下 |
B.闭合开关瞬间,加速度的大小为![]() |
C.减小磁感应强度B的值,炮弹受到的安培力变大 |
D.若同时将电流方向和磁场方向反向,安培力方向也会反向 |
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2022-12-10更新
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719次组卷
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5卷引用:天津市滨海新区塘沽第一中学2022-2023学年高三上学期第三次月考物理试题
名校
7 . 2022年6月17日,经中央军委批准,我国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的第一艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。舰载作战飞机沿平直跑道起飞过程分为两个阶段:第一阶段是电磁弹射,电磁弹射区的长度为80m,弹射原理如图乙所示,飞机钩在滑杆上,储能装置通过导轨和滑杆放电,产生强电流恒为4000A,导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场,磁感应强度B=10T,在磁场力和飞机发动机推力作用下,滑杆和飞机从静止开始向右加速,在导轨末端飞机与滑杆脱离,导轨间距为3m;第二阶段在飞机发动机推力的作用下匀加速直线运动达到起飞速度。已知飞机离舰起飞速度为100m/s,航空母舰的跑道总长为180m,舰载机总质量为
kg,起飞过程中发动机的推力恒定,弹射过程中及飞机发动机推力下的加速过程,舰载机所受阻力恒为飞机发动机推力的20%,求:
(1)电磁弹射过程电磁推力做的功
(2)飞机发动机推力的大小;
(3)电磁弹射过程,飞机获得的加速度。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b73360ff5f667a442277ad4766fdfbb.png)
(1)电磁弹射过程电磁推力做的功
(2)飞机发动机推力的大小;
(3)电磁弹射过程,飞机获得的加速度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/904b1f66-105b-4ce8-b569-d54e4364d1d0.png?resizew=354)
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2022-11-26更新
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559次组卷
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5卷引用:黑龙江省海伦市第一中学等学校2022-2023学期高三上学期第四次联考物理试题
名校
8 . 2021年11月1日,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
,把导体棒垂直放置于两条与水平面成
角的平行导轨的下端,导轨宽
,导轨长
,导轨下端接电源,电动势
,内阻
。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,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和方向;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bb2a19c9b3e1486ad995d4496a6c157.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e37b308d42b1315f7f04dc2fff9b78fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6b86c22b670a8e9f3896f9e8883fbbb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d42089f340d12cd43c0779955e542d6b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23a360650cfa1a4e9a73d4ca1ea7e818.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ccbe34c8814ae36d47757291bd3c57f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0ee12811d949bc3d64173bd04ad43d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67e4f7799cdd0476c81b5cb262fd1292.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
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和方向;
(3)导体棒离开导轨时的速度大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/41fcb104-1df4-4a76-96af-5ad82f839727.png?resizew=224)
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2022-11-12更新
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721次组卷
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3卷引用:上海市第三女子中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题
9 . 电磁炮是当今世界强国争相研发的一种先进武器,我国电磁炮研究处于世界第一梯队。如图所示为某种电磁炮设计的原理示意图,间距为l的两根倾斜导轨平行放置,轨道平面与水平面成一定角度且处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,导轨下端通过开关与电源连接,质量为m、装有弹体的导体棒ab垂直放置在导轨上,闭合开关后,弹体会在安培力的作用下高速发射出去。某次实验中,一靶机悬停在距电磁炮炮口水平距离为d、高为h的高空,炮弹发射出去后,刚好水平击中靶机。设弹体在离开电磁炮发射轨道之前已达到匀速,忽略空气阻力和各处摩擦的影响,整个回路的总电阻为R,重力加速度为g,求:
(1)炮弹的发射速度v;
(2)电源的电动势E。
(1)炮弹的发射速度v;
(2)电源的电动势E。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/29/b275d4fe-3ec3-4e48-b29e-26d3c0fe3d31.png?resizew=429)
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名校
10 . 我国电磁炮发射技术世界领先,现役坦克电磁炮的速度可达
,射程可达
。图为一款小型电磁炮的原理图,已知水平轨道宽
,长
,通以恒定电流
,轨道间匀强磁场的磁感应强度大小
,炮弹的质量
,不计电磁感应带来的影响。
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为
,其中阻力系数
,炮弹离开轨道前做匀速运动,求炮弹离开轨道时的速度大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99d87477da1b1db875811fd3f2964759.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c206c049c19e64d41a8340884ee59f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f9264f3a5fad6b46abcf874b34a9a1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbc664f708caebe1cd5adcf628eefbd0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8ac865307d159234b3d1a02981ae2d6.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/834351778a236cb57023ee16801cf6e2.png)
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9df842778024defabc3193995f133a74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eed76cd198b9887f8c37662dc362f07b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/29/697f5f49-f994-4337-a0f8-5e4ee796bd05.png?resizew=192)
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2022-10-28更新
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913次组卷
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5卷引用:湖北省黄冈市黄梅国际育才高级中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题