Question

據(jù)新華社2010年12月14日?qǐng)?bào)道．美國(guó)海軍近日在弗吉尼亞州境內(nèi)，成功試射了該國(guó)最新研制的電磁炮，其發(fā)射速度達(dá)5倍音速，射程則遠(yuǎn)達(dá)200公里．“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M、N長(zhǎng)s=5m，寬L=1m，電阻不計(jì)．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=25T．“電磁炮”總質(zhì)量m=0.1kg，其中加速導(dǎo)體棒a、b的電阻
R=0.4Ω．可控電源的內(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)，電源為導(dǎo)體棒a、b提供的電流是400A．求：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度．

Answer 1

分析：當(dāng)導(dǎo)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(yùn)動(dòng)，可根據(jù)動(dòng)能定理列式求解．

解答：解：導(dǎo)體棒ab所受安培力：F=BIL=10⁴N 　　
對(duì)于發(fā)射過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

1

2

mv2=Fs　　　                
解得，這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度：v=1000m/s 
答：這次試驗(yàn)中“電磁炮”發(fā)射的速度為1000m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題運(yùn)用動(dòng)能定理求解速度，也可以根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合進(jìn)行求解．