【題目】“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快、效率高等優(yōu)點。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，軌道寬為L=0.2 m；在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1×102T；“電磁炮”彈體總質(zhì)量m=0.2 kg，其中彈體在軌道間的電阻R=0.4Ω；可控電源的內(nèi)阻r=0.6 Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射；在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是I=4×103 A，不計空氣阻力。求：

(1)彈體所受安培力大�。�

(2)彈體從靜止加速到4 km/s，軌道至少要多長？

(3)彈體從靜止加速到4 km/s過程中，該系統(tǒng)消耗的總能量。

【答案】(1) 8×104N；(2) 20m ；(3) 1.76×106J

【解析】

(1)由安培力公式

F=IBL=8×104N

(2)由動能定理

Fx=mv2

彈體從靜止加速到4km/s，代入數(shù)值得

x=20m

或用動力學(xué)方法求解：

由牛頓第二定律

F=ma

得加速度

a=4×105m/s2

由v2-v02=2as，v=4km/s代入數(shù)值得

x=20m

(3)根據(jù)F=ma，v=at知發(fā)射彈體用時

t==1×10－2s

發(fā)射彈體過程產(chǎn)生的焦耳熱

Q=I2(R＋r)t=1.6×105J

彈體的動能

Ek=mv2=1.6×106J

系統(tǒng)消耗的總能量

E=Ek＋Q=1.76×106J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為θ =30°的斜面上，固定一寬L=0.25 m的平行光滑金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E=12 V、內(nèi)阻r =1 Ω，一質(zhì)量m =20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.80 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場中（導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計）。g取10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：

（1）金屬棒所受到的安培力的大小；

（2）通過金屬棒的電流的大小；

（3）滑動變阻器R接入電路中的阻值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R.電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計)．金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：

(1)通過金屬棒的電流；

(2)滑動變阻器R接入電路中的阻值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知重力加速度為g，打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz，滑輪足夠光滑，力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。實驗步驟如下：

①按圖所示，安裝好實驗器材，但不掛砝碼盤；

②墊高長木板右側(cè)，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；

③掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)木板左側(cè)定滑輪，使?fàn)恳齽踊喌募毦�與木板平行；

④砝碼盤中放入砝碼，先通電，再放車，由打出的紙帶求出小車的加速度并記錄傳感器示數(shù)；

⑤改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟④，求得小車在不同合力作用下的加速度。

根據(jù)以上實驗過程，回答以下問題：

（1）對于上述實驗，下列說法正確的是_______。

A．必須要測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量

B．傳感器的示數(shù)等于小車受到的合力

C．小車向左加速時，砝碼處于失重狀態(tài)

D．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量

（2）如圖（甲）是在實驗中得到的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個計時點沒有畫出，如圖（乙）是以傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象。

①小車的加速度大小為_______m/s2；打下計數(shù)點2時，小車的速度大小為_______m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

②若實驗過程中，交流電的實際頻率比50Hz稍大一些，則①中計算所得的小車加速度應(yīng)比小車的實際加速度_____（選填“大”或“小”）。

③分析（乙）圖時，該小組用量角器測得圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，通過計算式求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為_______

A． B． C． D．

（3）本實驗中，隨著砝碼質(zhì)量的增加，測得的小車加速度也會增加，當(dāng)砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠大于小車的質(zhì)量時，小車的加速度大小約為_______。

A．2g B．1.5g C．g D．0.5g

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的說法正確的是

A.由定義式B＝知磁感應(yīng)強度B與F成正比，與I和L的乘積成反比

B.通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大

C.某點磁感應(yīng)強度的方向就是小磁針N極在該點的受力方向

D.若有一小段通電導(dǎo)體在磁場中不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙、丙三個長度、橫截面積都相同的金屬導(dǎo)體分別接入電路后各自進行測量，把通過上述導(dǎo)體的電流I，導(dǎo)體兩端電壓U在U－I坐標(biāo)系中描點，O為坐標(biāo)原點，甲、乙、丙三個點恰好在一條直線上，如圖所示，則下列表述中正確的是

A.甲電阻率最大B.乙電阻率最大

C.丙電阻率最大D.三個電阻率一樣大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上有兩條互相平行的直線l1、l2，AB是兩條直線的垂線，其中A點在直線l1上，B、C兩點在直線l2上．一個物體沿直線l1以確定的速度勻速向右運動，如果物體要從A點運動到C點，圖中1、2、3為其可能的路徑，則可以使物體通過A點時( )

A.獲得由A指向B的任意大小的瞬時速度；物體的路徑是2

B.獲得由A指向B的確定大小的瞬時速度；物體的路徑是2

C.持續(xù)受到平行于AB的任意大小的恒力；物體的路徑可能是1

D.持續(xù)受到平行于AB的確定大小的恒力；物體的路徑可能是3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在汽車中懸線上掛一小球．實驗表明，當(dāng)小球做勻變速直線運動時，懸線將與豎直方向成某一固定角度．如圖所示，若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體 ，則關(guān)于汽車的運動情況和物體的受力情況正確的是（ ）

A.汽車可能向左做加速運動

B.汽車可能向右做加速運動

C.除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用

D.除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向左的摩擦力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為60kg的跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段半徑為40m的圓弧加速滑行后從O點水平飛出（O點正好在圓弧對應(yīng)圓心的正下方），經(jīng)3.0s落到斜坡上的A點已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角θ＝37°，不計空氣阻力（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；g取10m/s2求

（1）A點與O點的高度差h和AO距離L；

（2）運動員剛要離開0點時的速度大小及對O點的壓力。

（3）運動員落到A點時速度的大小和方向。

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