Question

電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示．1982年澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把m=2.2g的彈體（包括金屬桿CD的質(zhì)量）加速到v=10km/s的電磁炮．若軌道寬L=2m，長(zhǎng)S=100m，通過(guò)的電流為I=10A，則軌道間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

55

T，磁場(chǎng)力的最大功率P=

1.1×10⁷

W（軌道摩擦不計(jì)）．

Answer 1

分析：當(dāng)導(dǎo)軌上通入電流后，炮彈在安培力的作用下，做初速度為零勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此根據(jù)牛頓第二定律求出加速度然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解．
根據(jù)P=Fv求解瞬時(shí)功率．

解答：解：在導(dǎo)軌通有電流I時(shí)，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為
F=ILB                                      ①
設(shè)炮彈的加速度的大小為a，則有因而
F=ma                                       ②
炮彈在兩導(dǎo)軌間做勻加速運(yùn)動(dòng)，因而v²=2aS     ③
聯(lián)立①②③代入題給數(shù)據(jù)得：
F=1100N
B=55T
磁場(chǎng)力的最大功率P=Fv=1.1×10⁷ W
故答案為：55，1.1×10⁷

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．