電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，使炮彈發(fā)射出去的．如圖所示，把兩根長(zhǎng)為s，互相平行的銅制軌道放在磁場(chǎng)中，軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈，炮彈架在長(zhǎng)為l、質(zhì)量為M的金屬桿上，當(dāng)有大的電流I1通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈與金屬架在磁場(chǎng)力的作用下，獲得v1速度時(shí)刻加速度為a，當(dāng)有大的電流I2通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道，求垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度多大？（設(shè)金屬架與炮彈在運(yùn)動(dòng)過程中所受的總阻力與速度平方成正比）．

解：設(shè)運(yùn)動(dòng)中受總阻力，炮彈與金屬架在磁場(chǎng)和阻力合力作用下加速，
根據(jù)牛頓第二定律得：
獲得v1速度時(shí)，…①
當(dāng)炮彈速度最大時(shí)，有…②
解得垂直軌道的磁感強(qiáng)度為．
答：垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度為：．
分析：當(dāng)有大的電流I1通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈與金屬架在磁場(chǎng)力的作用下，獲得v1速度時(shí)刻加速度為a，對(duì)炮彈和金屬架受力分析利用牛頓第二定律列式；
當(dāng)有大的電流I2通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道，說明炮彈和金屬架受力平衡，列平衡，兩式聯(lián)立即可求解．
點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)質(zhì)上就是借助安培力問題考查了力與運(yùn)動(dòng)，因此解決這類題目的基本思路是對(duì)研究對(duì)象正確進(jìn)行受力分析，弄清運(yùn)動(dòng)形式，然后依據(jù)相應(yīng)規(guī)律求解．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道．美國海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi)，成功試射了該國最新研制的電磁炮，其發(fā)射速度達(dá)5倍音速，射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里．“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)．如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖．光滑水平加速導(dǎo)軌M、N長(zhǎng)s=5m，寬L=1m，電阻不計(jì)．在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=25T．“電磁炮”總質(zhì)量m=0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻
R=0.4Ω．可控電源的內(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射．在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A．求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道。美國海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi),成功試射了該國最新研制的電磁炮,其發(fā)射速度達(dá)5倍音速,射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里。“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌M、N長(zhǎng)s＝5m，寬L＝1m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝25T�！半姶排凇笨傎|(zhì)量m＝0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻R = 0.4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A。求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道。美國海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi),成功試射了該國最新研制的電磁炮,其發(fā)射速度達(dá)5倍音速,射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里�！半姶排凇笔抢秒姶帕�(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌M、N長(zhǎng)s＝5m，寬L＝1m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝25T�！半姶排凇笨傎|(zhì)量m＝0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻R = 0. 4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A。求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度。

 

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科目：高中物理 來源：2011年四川省高二期末模擬考試物理卷 題型：計(jì)算題

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道。美國海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi),成功試射了該國最新研制的電磁炮,其發(fā)射速度達(dá)5倍音速,射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里�！半姶排凇笔抢秒姶帕�(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌M、N長(zhǎng)s＝5m，寬L＝1m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝25T。“電磁炮”總質(zhì)量m＝0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻R = 0. 4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A。求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度。

 

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科目：高中物理 來源：2013屆度四川省高二上學(xué)期期末模擬考試物理卷 題型：計(jì)算題

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道。美國海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi),成功試射了該國最新研制的電磁炮,其發(fā)射速度達(dá)5倍音速,射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里�！半姶排凇笔抢秒姶帕�(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌M、N長(zhǎng)s＝5m，寬L＝1m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝25T�！半姶排凇笨傎|(zhì)量m＝0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻R = 0. 4Ω。可控電源的內(nèi)阻r＝0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A。求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度。

 

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