Question

【題目】電磁炮是一種新型的兵器，自上世紀(jì)發(fā)明以來(lái)受到各國(guó)軍事 專家的重視，其射程甚至可達(dá)數(shù)百公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)炮彈。 在電影《變形金剛 2》中的最后大戰(zhàn)里，美軍動(dòng)用了一種國(guó) 家機(jī)密級(jí)的電磁軌道炮，從游弋在大洋上的戰(zhàn)艦發(fā)射彈體， 擊中了金字塔頂?shù)?/span>“大力神”，將其摧毀，快速、精準(zhǔn)又破壞 力十足。它的主要原理如圖所示，當(dāng)彈體中通以強(qiáng)電流時(shí)， 使其在強(qiáng)大的磁場(chǎng)力作用下加速前進(jìn)，最后可以從炮口高速 射出。設(shè)兩軌道間距離為 L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，

電流為 I，軌道長(zhǎng)度為 x，電流從 N 至 M，則

A. 若彈體向右發(fā)射，需要施加方向豎直向上的的磁場(chǎng)

B. 若使電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向同時(shí)反向，彈體的發(fā)射方向也隨之反向

C. 若不計(jì)任何阻力，僅將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，則彈體射出的速度也加倍

D. 若不計(jì)任何阻力，將磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍的同時(shí)將彈體質(zhì)量減半，則彈體射出的速度加倍

Answer 1

【答案】D

【解析】

炮彈在磁場(chǎng)中受到安培力，根據(jù)F=BIL求得大小，結(jié)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能定理即可判斷最終額速度與條件的關(guān)系。

A項(xiàng)：由左手定則可知，若彈體向右發(fā)射，需要施加方向豎直向下的磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：由左手定則可知，若使電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向同時(shí)反向，彈體的發(fā)射方向不變，故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)：若不計(jì)任何阻力，根據(jù)動(dòng)能定理可知，，其中 解得：，所以僅將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，則彈體射出的速度變?yōu)樵瓉?lái)的倍，將磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍的同時(shí)將彈體質(zhì)量減半，則彈體射出的速度加倍，故C錯(cuò)誤，D正確。

故應(yīng)選：D。