最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端,通以电流后炮弹会被磁

◎ 题目

最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103 m/s,忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦尔热,试求:
(1)通过导轨的电流I;
(2)发射过程中电源的最大输出功率P.
魔方格

◎ 答案

(1)炮弹的加速度为:a=
IdB
m

炮弹做匀加速运动,有:v2=2aL
解得:I=
mv2
2BdL
=6.0×104
A
(2)电源的最大输出功率:P=IdB?v
解得:P=2.4×107W
答:(1)通过导轨的电流I为6.0×104A;
(2)发射过程中电源的最大输出功率为2.4×107W.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端,通以电流后炮弹会被磁…”主要考查了你对  【电功】,【电功率】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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