Question

【題目】2019年12月18日，我國(guó)首艘自主建造的國(guó)產(chǎn)航母山東艦入列服役，我國(guó)也成了雙航母國(guó)家。艦載機(jī)是航空母艦的主要武裝力量，其性能決定航空母艦的戰(zhàn)斗力。艦載機(jī)在起飛的過(guò)程中，光靠自身發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣不足以在飛行甲板的短距離上達(dá)到足夠的速度，如果安裝輔助起飛的電磁彈射系統(tǒng)（如圖甲所示）就能達(dá)到要求。電磁彈射系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化為如圖乙所示情境，圖中MN、PQ是光滑平行金屬直導(dǎo)軌（電阻忽略不計(jì)），AB是電磁彈射車。當(dāng)M、P兩端加載恒定電壓時(shí)，在回路PBAM中就會(huì)有電流，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)彈射車施加磁場(chǎng)力的作用，從而帶動(dòng)艦載機(jī)由靜止開(kāi)始向右加速起飛。關(guān)于該系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.MN、PQ間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B.彈射車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.彈射車的動(dòng)能與電壓的大小成正比

D.在M、P兩端加載交變電壓，電磁彈射系統(tǒng)不能正常工作

Answer 1

【答案】B

【解析】

AB．根據(jù)左手定則可知兩根相互平行的水平導(dǎo)軌內(nèi)存在豎直向上的磁場(chǎng)，在平行的水平導(dǎo)軌內(nèi)排列許多個(gè)小矩形磁場(chǎng)模塊，當(dāng)彈射車接觸小矩形磁場(chǎng)模塊時(shí)，通過(guò)M、P兩端加載恒定電壓為彈射車提供瞬間能量，離開(kāi)后斷電，不計(jì)模塊與模塊間切換時(shí)間，通過(guò)小矩形磁場(chǎng)模塊能保證彈射車全過(guò)程做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以MN、PQ間的磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤，B正確；

C．設(shè)當(dāng)M、P兩端加載恒定電壓時(shí)，電磁彈射車的電阻為，平行的水平導(dǎo)軌的寬度為，電磁彈射車沿水平導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)的位移為，則有彈射車受到的安培力為

根據(jù)動(dòng)能定理則有

由于M、P兩端加載恒定電壓，由此可知當(dāng)電磁彈射車的電阻、水平導(dǎo)軌的寬度和磁場(chǎng)大小一定時(shí)，彈射車的動(dòng)能隨電磁彈射車沿水平導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)的位移大小增大而增大，故C錯(cuò)誤；

D．在M、P兩端加載交變電壓時(shí)，在平行的水平導(dǎo)軌內(nèi)排列許多個(gè)小矩形磁場(chǎng)模塊，小矩形磁場(chǎng)模塊中的磁場(chǎng)方向周期性改變，且交變電壓的周期等于小矩形磁場(chǎng)模塊中的磁場(chǎng)方向周期，可以使電磁彈射系統(tǒng)能正常工作，故D錯(cuò)誤；

故選B。