（20分）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌道寬為L(zhǎng)＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T�！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I＝4×103A，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大��；
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長(zhǎng)？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過(guò)程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；
（4）請(qǐng)說(shuō)明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。
（1）  （2）20m （3）  （4）電壓應(yīng)增大

試題分析：（1）由安培力公式：
（2）由動(dòng)能定理
得到彈體從靜止加速到4km/s，軌道長(zhǎng)
（3）根據(jù)

發(fā)射彈體過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱：
彈體的動(dòng)能為：
系統(tǒng)消耗總能量為：
（4）由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，
電源的電壓應(yīng)增大，抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以保證電源為加速?gòu)楏w提供恒定的電流，
使“電磁炮”勻加速發(fā)射。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

下列關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中，不正確的是（　　）
A．不管電路是否閉合，只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)電路的磁通量的變化量成正比
C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)電路的磁通量的變化率成正比
D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)回路的磁通量多少無(wú)關(guān)，但跟單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)回路的磁通量變化有關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖（a）所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化的電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為FN，則
A．t1時(shí)刻FN＞GB．t2時(shí)刻FN＞GC．t3時(shí)刻FN＜GD．t4時(shí)刻FN=G

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長(zhǎng)L=0.2m．線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合，如圖所示，線圈的電阻R=0.4Ω．用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場(chǎng)；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)，兩種過(guò)程所用時(shí)間都是t=0.1s．求
（1）線圈勻速平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功．
（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1 m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T，線圈的電阻為2 Ω，它的引出線接有8 Ω的小電珠L(zhǎng)（可以認(rèn)為電阻為定值）。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（x取向右為正），求：

（1）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小，并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過(guò)電珠L(zhǎng)到D為正）；
（2）每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中作用力F的大��；
（3）該發(fā)電機(jī)的輸出功率P（摩擦等損耗不計(jì)）；

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，相距均為d的三條水平虛線L1、L2和L3，L1與L2、L2與L3之間分別有垂直紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一個(gè)邊長(zhǎng)也是d的正方形導(dǎo)線框，從L1上方一定高度處由靜止開(kāi)始自由下落，當(dāng)ab邊剛越過(guò)L1進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊在越過(guò)L2運(yùn)動(dòng)到L3之前的某個(gè)時(shí)刻，線框又開(kāi)始以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関2的過(guò)程中，設(shè)線框的動(dòng)能變化量為ΔEk，重力對(duì)線框做功為W1，安培力對(duì)線框做功為W2，下列說(shuō)法中正確的有

A．在導(dǎo)線框下落過(guò)程中，由于重力做正功，所以v2>v1
B．從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関2的過(guò)程中，線框動(dòng)能的變化量為ΔEk＝W1＋W2
C．從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関2的過(guò)程中，線框動(dòng)能的變化量為ΔEk＝W1－W2
D．從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関2的過(guò)程中，機(jī)械能減少了W1－ΔEk

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，不計(jì)金屬桿的電阻，則

A．如果只增大θ，vm將變大
B．如果只增大B，vm將變大
C．如果只增大R，vm將變小
D．如果只減小m，vm將變大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，金屬桿放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌組成閉合矩形電路，長(zhǎng)寬 回路總電阻回路處在豎直向上的磁場(chǎng)中，金屬桿用水平繩通過(guò)定滑輪連接質(zhì)量的木塊，磁感應(yīng)強(qiáng)度從開(kāi)始隨時(shí)間均勻增強(qiáng)，5s末木塊將離開(kāi)水平面，不計(jì)一切摩擦，g取，求回路中的電流強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過(guò)棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．噓線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．ab、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開(kāi)始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無(wú)初速釋放時(shí)，對(duì)ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則
A．ab棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和

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