Question

【題目】電磁軌道炮是利用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用使炮彈加速的，其原理示意圖如圖所示，圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C，兩根固定的平行金屬導(dǎo)軌間距為d長(zhǎng)度為l，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大少為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）， 炮彈可視為質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間的最左端并處于靜止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)關(guān)S接1，使電容器完全充電，然后將開(kāi)關(guān)S接至2，MN開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)。在MN沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，請(qǐng)說(shuō)明：

(1)開(kāi)關(guān)S接至2后的發(fā)射炮彈過(guò)程中，電容器中原來(lái)儲(chǔ)存的電能將轉(zhuǎn)化為哪些能量?

(2)在電源電動(dòng)勢(shì)E一定的條件下要想提高炮彈射出時(shí)的速度，可以采取哪些措施？

Answer 1

【答案】(1) 炮彈的動(dòng)能；炮彈與導(dǎo)軌摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；炮彈對(duì)空氣的摩擦和擠壓產(chǎn)生的內(nèi)能：電流通過(guò)導(dǎo)軌和炮彈產(chǎn)生的焦耳熱；電路中電流變化向外輻射的電磁能(2) 減小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。

【解析】

(1)炮彈的動(dòng)能；炮彈與導(dǎo)軌摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；炮彈對(duì)空氣的摩擦和擠壓產(chǎn)生的內(nèi)能：電流通過(guò)導(dǎo)軌和炮彈產(chǎn)生的焦耳熱；電路中電流變化向外輻射的電磁能。

(2)減小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。