题目

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=2.0×10﹣5T；质量m=2.0g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4.0×10﹣5N，求： （1） 弹体最终以多大的速度V离开轨道？ （2） 求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P？ 答案： 解：弹体在加速过程中，F=BIL  …①由动能定理：（F﹣f）S0= 12 mv2…②联立①②解得：V= 2(BIL−f)s0m代入数据得：v=6m/s答：弹体最终以6m/s的速度V离开轨道； 解：设S=25m处速度为V1，则在S距离内，由动能定理：（F﹣f）S= 12 mv12 …③P=FV1  …④联立①③④解得：P=BIL 2(BIL−f)sm代入数据得：P=1.2×10﹣3W答：弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P为1.2×10﹣3W．

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