14.電磁炮是一種理想的兵器,它的主要原理如圖所示,1982年,澳大利亞國立大學(xué)制成了能把2.2g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到10km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度約為2km/s),若軌道寬2m,長為100m,通以恒定電流10A,則
(1)軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?
(2)安培力的最大功率為多大?(不計(jì)軌道摩擦)

分析 (1)金屬桿受到安培力作用,做加速運(yùn)動,使彈體獲得了速度,根據(jù)動能定理和安培力公式求解勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
(2)當(dāng)彈體被加速到最大速度時(shí),磁場力有最大功率,由公式P=Fv求解.

解答 解:(1)由題設(shè)條件,炮彈水平方向受恒定磁場力作用,由動能定理有:
  FB•S=$\frac{1}{2}$mvm2-0
又安培力大小為  FB=BIL
即得:BILS=$\frac{1}{2}$mvm2,
則得:B=$\frac{m{v}_{m}^{2}}{2ILS}$=$\frac{2.2×1{0}^{-3}×(1{0}^{4})^{2}}{2×10×2×100}$=55T
(2)由題知,當(dāng)彈體被加速到最大速度時(shí),磁場力有最大功率,則:
  Pm=BIL•vm=55×10×2×104W=1.1×107W
答:(1)所加的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是55T.
(2)發(fā)射炮彈過程中,磁場力的最大功率是1.1×107W.

點(diǎn)評 本題重點(diǎn)是運(yùn)動學(xué)的應(yīng)用,由運(yùn)動學(xué)得到加速度才能得到磁感應(yīng)強(qiáng)度;及安培力是恒力,涉及到力空間的累積效應(yīng),運(yùn)用動能定理研究是常用的思路.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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10.如圖所示,在遠(yuǎn)距離輸電過程中,若保持輸送功率不變,下列說法正確的是(  )
A.升高U1會增大輸電電流I2B.升高U1會增大線路的功率損耗
C.升高U1會增大線路的電壓損耗D.升高U1會提高電能的利用率

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5.如圖所示,正點(diǎn)電荷形成的電場中,兩點(diǎn)A和B(實(shí)線為電場線,虛線為等勢面).關(guān)于A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小E和電勢ϕ,正確的是( 。
A.EA=EB,ϕABB.EA>EB,ϕA>ϕBC.EA<EB,ϕA<ϕBD.EA>EB,ϕA<ϕB

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2.如圖所示,在研究平拋物體的運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=5.00cm,若小球在平拋運(yùn)動途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度為v0=2m/s,(g取值為10m/s2),小球在b點(diǎn)的速率是2.83m/s.a(chǎn)點(diǎn)不是 拋出點(diǎn)(填“是”或“不是”).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.關(guān)于靜電場,下列結(jié)論普遍成立的是(  )
A.電場強(qiáng)度大的地方電勢高,電場強(qiáng)度小的地方電勢低
B.電場強(qiáng)度為零處,電勢一定為零
C.將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動到場強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場力做功為零
D.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中,場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.物體在豎直向上的拉力和重力的作用下豎直向下運(yùn)動,其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示.則(  )
A.在0~2s內(nèi),物體處于失重狀態(tài)
B.第1s末和第4s末重力做功的功率相同
C.在0~2s內(nèi)和3~5s內(nèi)的平均速度的方向不同
D.在0~2s內(nèi),拉力對物體做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.一個(gè)小球自某一高度由靜止開始下落,在落地前最后1s內(nèi)下落的位移是45m.求小球自由釋放的位置離地面的高度.

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3.一消防隊(duì)員從一平臺上無初速度跳下,下落了2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖,使中心又下降了0.5m,在著地過程中,可估計(jì)地面對他雙腳的平均作用力為( 。
A.自身所受重力的10倍B.自身所受重力的8倍
C.自身所受重力的5倍D.自身所受重力的2倍

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4.電荷在電場中一定受電場力;在磁場中可能受洛侖茲力(填“一定”、“可能”或“不會”)

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同步練習(xí)冊答案