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圖1是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸），滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常數k=2.5×10-6T/A.
已知兩導軌內側間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質量m=30g，滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）.
（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；
（2）若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？


見試題分析
【試題分析】
（1）由勻加速運動公式可得
a==9×105m/s2
由安培力公式和牛頓第二定律得
F=IBl=kI2l，F=ma
因此   I=≈8.5×105A
（2）滑塊獲得的動能是電源輸出能量的4%，即PΔt×4%=mv2
發(fā)射過程中電源供電時間 Δt==3.3×10-3s
所需電源輸出功率為　P==1.0×109W
由功率P=IU，解得輸出電壓U==1.2×103V
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?北京）圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖．兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）．滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸．電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源．滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射．在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10-6T/A．已知兩導軌內側間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質量m=30g，滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）．
（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流強度．
（2）若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？
（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′．設砂箱質量為M，滑塊質量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦．求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-2-27是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸).滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊再從另一導軌流回電流.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10-6 T/A.

圖15-2-27

已知兩導軌內側間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質量m=30 g，滑塊沿導軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s(此過程視為勻加速運動).

(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流；

(2)若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？

(3)若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′.設砂箱質量為M，滑塊質量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）.滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10-6 T/A.

圖14

已知兩導軌內側間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質量m=30 g，滑塊沿導軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s（此過程視為勻加速運動）.

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；

（2）若電源輸出的能量有4%轉化為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大；

（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′,設砂箱質量為M,滑塊質量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.

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科目：高中物理 來源： 題型：

 圖1是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）.滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常數k=2.5×10-6T/A.
已知：兩導軌內側間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質量m=30g，滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）.
（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；
（2）若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？

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