Question

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

55

T，磁場力的最大功率P=

1.1×10⁷

W（軌道摩擦不計）．

Answer 1

分析：當導軌上通入電流后，炮彈在安培力的作用下，做初速度為零勻加速直線運動，因此根據牛頓第二定律求出加速度然后利用運動學公式即可求解．
根據P=Fv求解瞬時功率．

解答：解：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=ILB                                      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v²=2aS     ③
聯立①②③代入題給數據得：
F=1100N
B=55T
磁場力的最大功率P=Fv=1.1×10⁷ W
故答案為：55，1.1×10⁷

點評：本題實質上就是借助安培力問題考查了力與運動，因此解決這類題目的基本思路是對研究對象正確進行受力分析，弄清運動形式，然后依據相應規律求解．