Question

2006年3月7日美國《國防工業(yè)日報(bào)》報(bào)道，BAE公司武器系統(tǒng)分部將利用合同資金550萬美元，為美海軍設(shè)計(jì)和生產(chǎn)32兆焦實(shí)驗(yàn)型小尺寸電磁炮.預(yù)計(jì)將于2007年完成.電磁炮是一種理想的兵器，其原理圖如右圖，把待發(fā)炮彈（導(dǎo)體）放置在強(qiáng)磁場中的兩平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以大電流，使炮彈在安培力作用下沿導(dǎo)軌加速滑行，并以某一速度發(fā)射出去.若軌道寬L=2 m，長s=500 m，通過的電流I=20 A，導(dǎo)軌間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=55 T，彈體質(zhì)量（包括金屬桿）m=22 g，則：

（1）電磁炮離開導(dǎo)軌時(shí)的最大速度是多大？

（2）安培力做功的最大功率是多大？

Answer 1

（1）10 km/s （2）2.2×10⁷ W

解析:

（1）電磁炮所受的安培力F=BIL，對電磁炮滑動過程用動能定理：

Fs=mv²,即BILs=mv²

v= m/s=10⁴ m/s=10 km/s.

(2)安培力做功的最大功率：

P=BILv=55×20×2×10⁴ W=2.2×10⁷ W.