题目

电磁轨道炮的加速原理如图所示。金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道良好接触。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离L＝0.10 m，导轨长s＝5.0 m，炮弹质量m＝0.030 kg。导轨上电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，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。求： （1） 炮弹在两导轨间的加速度大小a； （2） 炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F； （3） 通过导轨的电流I。 答案： 解：炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而： v2=2as 则有： a=v22s 解得： a=4.0×105m/s2 解：忽略摩擦力与重力的影响，合外力则为安培力，所以有： F=ma 解得： F=1.2×104N 解：炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为： F=ILB 解得： I=6.0×104A

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