Question

15．近日，美國某網(wǎng)站發(fā)布多幅攝于2015年9月6日的衛(wèi)星圖片并猜測，中國國產(chǎn)航母旗艦載機發(fā)射會采用電磁彈射器，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，并與軌道保持良好接觸，恒定電流，從一條軌道流入，通過導(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（可視為勻強磁場），磁感應(yīng)強度的大小與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的2倍，理論上可采用的辦法是（　　）

• A． 只將軌道長度變?yōu)樵瓉淼?倍
• B． 只將電流，增加至原來的4倍
• C． 只將彈體質(zhì)量減至原來的一半
• D． 將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度變?yōu)樵瓉淼?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，利用動能定理表示出彈體的出射速度．
根據(jù)速度的表達式進行求解．

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

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