Question

5．電磁炮可以發(fā)射質(zhì)量10千克，飛行速度達(dá)7倍音速的炮彈，炮彈炮口動(dòng)能達(dá)到30兆焦耳，射程可達(dá)160公里以上，發(fā)射炮彈時(shí)的反作用力幾乎可忽略不計(jì)．電磁炮的原理是運(yùn)用高功率的電脈沖產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)炮彈發(fā)射．該裝置主要有蓄電池組合加速其組成．3000V的蓄電池可以在2毫秒之內(nèi)為加速器提供10⁶A電流的一個(gè)電脈沖用于加速炮彈．
（1）電磁炮發(fā)射過程中的反作用力是指發(fā)射的炮彈對(duì)電磁炮的作用力；
（2）使炮彈口動(dòng)能達(dá)到30兆焦耳，至少需要幾個(gè)電脈沖？
（3）一個(gè)電脈沖，電源的輸出功率是多少？

Answer 1

分析 （1）物體間力的作用是相互的，施力物體同時(shí)也是受力物體；
（2）求出一個(gè)電脈沖提供的動(dòng)能，而炮彈炮口動(dòng)能達(dá)到30MJ，可求需要的電脈沖個(gè)數(shù)；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$求一個(gè)電脈沖電源的輸出功率．

解答 解：
（1）電磁炮發(fā)射過程中的反作用力是指發(fā)射的炮彈對(duì)電磁炮的作用力；
（2）一個(gè)電脈沖提供的動(dòng)能：
W=UIt=3000V×10⁶A×2×10^-3s=6×10⁶J=6MJ，
炮彈炮口動(dòng)能達(dá)到30MJ，需要的電脈沖個(gè)數(shù)：
n=$\frac{30MJ}{6MJ}$=5（個(gè)）；
（3）一個(gè)電脈沖，電源的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{6}J}{2×1{0}^{-3}s}$=3×10⁹W．
故答案為：（1）發(fā)射的炮彈；電磁炮；
（2）使炮彈口動(dòng)能達(dá)到30兆焦耳，至少需要5個(gè)電脈沖；
（3）一個(gè)電脈沖，電源的輸出功率是3×10⁹W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了力的作用是相互的和電功率的計(jì)算，能從題干得出相關(guān)信息是解題的關(guān)鍵．