1 . “电磁炮”（如图甲）是利用电磁力对弹体加速的新型武器，如图乙所示是“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 × 10²T，“电磁炮”的弹体总质量m = 0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R = 0.4Ω，电源的内阻r = 0.6Ω，电源能为加速弹体提供的电流I = 4 × 10³A，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
1．在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为______N；弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要______m；

2．电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放，这些电能需要电容器来储存，这就需要对电容器先充电。如图所示，导轨的左端连接电容C = 5 × 10^－2F的电容器，开关S先接1，使电容器充电，电压充到为U₀时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。直流电源的a端为______（选填“正极”、“负极”或“可正可负”）；

3．以下分析正确的是（     ）

A．强迫储能器上端为正极

B．飞机的质量越大，离开弹射器时的动能一定越大

C．强迫储能器储存的能量越多，飞机被加速的时间一定越长

D．平行导轨间距越小，飞机能获得的加速度将越小

4．充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化。请在图中画出u—q图像______。

5．由上图可知，充完电后电容器的电压为______V；并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为______J。
6．如图所示，平行粗糙金属导轨间距为L，导轨处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个相同的金属棒ab、cd垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，每个金属棒质量均为m，接入电路的电阻均为R。两个金属棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F = 3μmg，棒ab前进的距离为d时速度达到最大值，此时将恒力大小变为F′ = 2μmg，方向不变，同时解除对棒cd的锁定，再经过时间t金属棒cd做匀速运动。导轨足够长且电阻不计。求：
（1）棒ab的最大速度；
（2）棒ab从开始运动到最大速度的过程中产生的焦耳热；
（3）棒cd匀速运动的速度大小及在整个过程中通过金属棒cd的电量q。

2 . 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的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力、不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法中正确的有（       ）

A．匀强磁场方向为竖直向下

B．发射过程中安培力对炮弹做负功

C．若只增大电流，炮弹飞出速度将增大

D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向

3 . “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。

4 . 电磁炮是利用安培力加速弹体的一种新型武器，可简化为如图的结构示意图，光滑水平导轨宽，在导轨间有竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，弹体总质量，电源能提供的稳定电流，不计感应电动势和其它任何阻力，让弹体从静止加速到，轨道长度至少需要（       ）

A．12米

B．24米

C．36米

D．48米

5 . 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

6 . 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

7 . 2022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。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示，两间距为L的平行长直光滑金属导轨固定在同一水平面内，导轨间垂直安放金属棒，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回（图中未画出电源）。两导轨电流在金属棒所在处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流I的关系为BkI（k为常量）。

1．金属棒经过第一级区域时，回路中的电流为I，则金属棒在大小为F＝______的安培力作用下被推动。
2．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I变为2I。则

（1）金属棒在第一、第二级区域的加速度大小之比a₁∶a₂＝______。

（2）（计算）每一级区域中金属棒被推进的距离若均为s，金属棒的质量为m，求金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v=______

8 . 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。
   

9 . 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。
   

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。