9.中國(guó)電磁炮研制方面與歐美西方國(guó)家在同一起跑線上,限于技術(shù)和人才原因,中國(guó)電磁炮研制稍比西方國(guó)家慢幾年,但在某些技術(shù)上將會(huì)比美國(guó)電磁炮更精進(jìn).電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,使炮彈發(fā)射出去的.如下圖所示,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(zhǎng)、質(zhì)量為M的金屬架上,已知金屬架與炮彈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的總阻力與速度平方成正比,當(dāng)有恒定的大電流I1通過(guò)軌道和炮彈時(shí),炮彈與金屬架在磁場(chǎng)力的作用下,獲得速度v1時(shí)加速度為a,當(dāng)有恒定的大電流I2通過(guò)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(kāi)軌道,則垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度B是多少?

分析 當(dāng)有大的電流I1通過(guò)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(guò)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(kāi)軌道,說(shuō)明炮彈和金屬架受力平衡,列平衡,兩式聯(lián)立即可求解.

解答 解:由題意知,當(dāng)通以電流I1時(shí),安培力為F1=BI1L.
由牛頓第二定律有:F1-f1=(M+m)a.
又f1=kv12,三式解得:k=$\frac{B{I}_{1}L-(M+m)a}{{v}_{1}^{2}}$.
當(dāng)電流為I2時(shí),安培力為F2=BI2L,f2=kv22
由題知:F2=f2.解得:B=$\frac{(M+m)a{v}_{2}^{2}}{{I}_{1}L{v}_{2}^{2}-{I}_{2}L{v}_{1}^{2}}$.
答:垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度B為$\frac{(M+m)a{v}_{2}^{2}}{{I}_{1}L{v}_{2}^{2}-{I}_{2}L{v}_{1}^{2}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)質(zhì)上就是借助安培力問(wèn)題考查了力與運(yùn)動(dòng),因此解決這類(lèi)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(lái)源: 題型:計(jì)算題

19.如圖2所示,平行板電容器兩板水平放置,當(dāng)電容器電荷量為Q時(shí),在兩板內(nèi)A處有一電荷量為q的油滴恰能保持靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)讓電容器放出$\frac{Q}{2}$電荷,油滴便向下做豎直加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)B點(diǎn),為使油滴從B點(diǎn)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t(假使油滴不會(huì)撞在下板上)恰能返回到A處,則當(dāng)油滴抵達(dá)B處時(shí),需再給電容器充電多少.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.如圖所示,回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0,滑片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=$\frac{1}{2}$R0.電源電阻r=$\frac{1}{4}$R0,電源電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C,閉合開(kāi)關(guān)S,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.電壓表的示數(shù)為$\frac{7}{8}$E
B.電容器的帶電量為$\frac{1}{8}$CE
C.滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍
D.電源內(nèi)阻消耗的熱功率和電阻R2的相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.某學(xué)生在研究串聯(lián)電路的電壓時(shí),接成如圖所示電路,接通S后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為U;當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)也為U;當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因可能是(R1、R2阻值相差不大)( 。
A.AB段斷路B.BC段斷路C.AB段短路D.BC段短路

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.三只燈泡,L1、L2、L3分別是“110V、100W”、“110V、60W”、“110V、15W”,將它們與合適規(guī)格的電阻配合,接到220V的電壓上,試設(shè)計(jì)使三燈均能正常發(fā)光且耗電量最少的電路,并指明所用電阻的規(guī)格.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

14.一般來(lái)說(shuō),電容器極板的正對(duì)面積越大、極板間的距離越近,電容器的電容就越大.某電容器上標(biāo)有“220V  300μF”,300μF=3.0×104pF.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=8t+8t2(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),則該質(zhì)點(diǎn)(  )
A.第2s內(nèi)的位移是10mB.前2s內(nèi)的平均速度是24m/s
C.任意相鄰2s內(nèi)的位移差都是8mD.任意2s內(nèi)的速度增量都是8m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.電阻R和電動(dòng)機(jī)M相串聯(lián)接到電路中,如圖,已知電阻 R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值RM相等.電鍵接通后,電動(dòng)機(jī)正常工作.設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,電流通過(guò)電阻做功W1,產(chǎn)生熱量Q1,電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功W2,產(chǎn)生熱量Q2.則有(  )
A.U1<U2    Q1=Q2B.U1=U2    Q1<Q2C.W1=W2     Q1=Q2D.W1<W2    Q1<Q2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

19.用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律.
(1)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的a-F圖象,造成這一結(jié)果的原因是:在平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大.圖中a0表示的是未掛砂桶時(shí)小車(chē)的加速度.

(2)某同學(xué)得到如圖(c)所示的紙帶.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz. A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn).△s=sDG-sAD=1.80cm.由此可算出小車(chē)的加速度a=5.0m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

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