Question

15．近日，美國(guó)某網(wǎng)站發(fā)布多幅攝于2015年9月6日的衛(wèi)星圖片并猜測(cè)，中國(guó)國(guó)產(chǎn)航母旗艦載機(jī)發(fā)射會(huì)采用電磁彈射器，類似于電磁軌道炮彈體發(fā)射．其工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸，恒定電流，從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回，軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比，靜止的通電彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出，現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的辦法是（　�。�

• A． 只將軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
• B． 只將電流，增加至原來(lái)的4倍
• C． 只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半
• D． 將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變

Answer 1

分析 通電的彈體在軌道上受到安培力的作用，利用動(dòng)能定理表示出彈體的出射速度．
根據(jù)速度的表達(dá)式進(jìn)行求解．

解答 解：通電的彈體在軌道上受到安培力的作用，利用動(dòng)能定理有：
BIl•L=$\frac{1}{2}$mv²，
磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比，所以有：B=kI
解得：$v=\sqrt{\frac{2k{I}^{2}lL}{m}}$．
A、只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，彈體的出射速度增加至原來(lái)的$\sqrt{2}$倍，故A錯(cuò)誤
B、只將電流I增加至原來(lái)的4倍，彈體的出射速度增加至原來(lái)的4倍，故B錯(cuò)誤
C、只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，彈體的出射速度增加至原來(lái)的$\sqrt{2}$倍，故C錯(cuò)誤
D、將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其它量不變，彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 解決該題關(guān)鍵運(yùn)用動(dòng)能定理表示出彈體的出射速度求解．
要找出一個(gè)物理量變化所采用的方法，應(yīng)該先運(yùn)用物理規(guī)律表示出這個(gè)物理量再根據(jù)表達(dá)式中各個(gè)因素求解．