Question

【題目】電磁軌道炮的加速原理如圖所示。金屬炮彈靜止置于兩固定的平行導電導軌之間，并與軌道良好接觸。開始時炮彈在導軌的一端，通過電流后炮彈會被安培力加速，最后從導軌另一端的出口高速射出。設兩導軌之間的距離L＝0.10 m，導軌長s＝5.0 m，炮彈質量m＝0.030 kg。導軌上電流I的方向如圖中箭頭所示�？梢哉J為，炮彈在軌道內勻加速運動，它所在處磁場的磁感應強度始終為B＝2.0 T，方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為v＝2.0×103 m/s，忽略摩擦力與重力的影響。求：

（1）炮彈在兩導軌間的加速度大小a；

（2）炮彈作為導體受到磁場施加的安培力大小F；

（3）通過導軌的電流I。

Answer 1

【答案】（1）a＝4.0×105 m/s2 ； （2）F＝1.2×104 N； （3）I＝6.0×104 A。

【解析】

解：(1)炮彈在兩導軌間做勻加速運動，因而：

則有：

解得：

(2)忽略摩擦力與重力的影響，合外力則為安培力，所以有：

解得：

(3)炮彈作為導體受到磁場施加的安培力為：

解得：