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據報道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示。炮彈(可視為長方形導體)置于兩固定的平行導軌之間,并與軌道壁密接。開始時炮彈在導軌的一端,通以電流后炮彈會被磁力加速,最后從位于導軌另一端的出口高速射出。設兩導軌之間的距離m,導軌長=5.0m,炮彈質量。導軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示。可以認為,炮彈在軌道內運動時,它所在處磁場的磁感應強度始終為B=2.0,方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為,求通過導軌的電流I。忽略摩擦力與重力的影響。
在導軌通有電流I時,炮彈作為導體受到磁場施加的安培力為
    F=IwB                            ①
設炮彈的加速度的大小為a,則有因而
      F=ma                          ②
炮彈在兩導軌間做勻加速運動,因而
          、
  聯立①②③式得
                  、
代入題給數據得:
               ⑤
評分參考:①式3分,②式2分,③式2分,結果2分(⑤式2分,⑤式錯④式對,給1分)
在研究物體運動時,一定要正確受力分析,找出運動滿足的規(guī)律
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如下圖所示,表示磁場對直線電流的作用,其中不正確的是(    )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,通電導線均置于勻強磁場中,其中導線受安培力方向向右的是(   )  
  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

質量為0.1g的小球帶5×10-4C電量的負電荷,套在一根足夠長的絕緣桿上,桿與水平方向成370角,球與桿間的摩擦系數μ=0.40,置于B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示,求小球由靜止開始下滑的最大加速度和最大速度.(磁場范圍足夠大,g取10 m/s2)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(7分) 有一根導體棒ab緊靠在豎直的兩根導軌上,,如圖所示.已知導體棒長L,質量為m,與導軌間的滑動摩擦因數為μ,磁感應強度為B.要使棒ab勻速下滑,應在ab中通入的電流大小和方向如何?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示,一矩形輕質柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉動,其在紙面上的長度OA為L1,垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉軸,質量為m,長為L2的導體棒使膜繃成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經反射膜反射到光電池板上的所有光能,并將光能轉化成電能。光電池板可等效為一個電池,輸出電壓恒定為U;輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定)。導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場B中,并與光電池構成回路,流經導體棒的電流垂直紙面向外(注:光電池與導體棒直接相連,連接導線未畫出)。

(1)若有一束平行光水平入射,當反射膜與豎直方向成=60時,導體棒處于受力平衡狀態(tài),求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。
(2)當變成45時,通過調整電路使導體棒保持平衡,光電池除維持導體棒力學平衡外,不能輸出多少額外電功率?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關于磁電式電流表內的磁鐵和鐵芯間的矩形線圈與該磁場的關系,下列說法中正確的有(  )
A.通電線圈旋轉的角度不同,它所在位置的磁感應強度大小也不同
B.不管通電線圈轉到什么位置,它所在位置的磁感應強度大小都相等
C.通電線圈旋轉的角度不同,它的平面與磁感線的夾角也不同
D.不管通電線圈轉到什么位置,它的平面都與磁感線相平行

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

AB、CD是兩足夠長的導軌,AD=L,勻強磁場與導軌面垂直, 磁感應強度為B,導體AD間連一電阻R,導體ab質量為m,框架和導體電阻不計,如圖,U形框架平面與水平面成θ角,摩擦系數為μ,則ab棒下滑的最大速度是多少?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

光滑的水平軌道與內阻可忽略、電動勢為E的電源連接,置于磁感強度為B的勻強磁場中,磁感線方向與軌道平面成角斜向上方,如圖所示。一質量為m,長為L,電阻為R的導體棒,靜止于光滑的水平軌道上,水平軌道電阻忽略不計。當電鍵閉合瞬間,導體棒MN所受安培力為______________,導體棒MN的加速度為______________。

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