【題目】導(dǎo)軌式電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的發(fā)射裝置．如圖為一電磁炮模型，把兩根長(zhǎng)為S0=100m，互相平行的銅制軌道放在垂直于軌道平面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10﹣5T；質(zhì)量m=2.0g的彈體（包括金屬桿PQ的質(zhì)量）靜止在軌道之間的寬L=2m的金屬架上，通電后通過(guò)彈體的電流I=10A，彈體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力f恒為4.0×10﹣5N，求：

（1）彈體最終以多大的速度V離開(kāi)軌道？
（2）求彈體在S=25m處安培力的瞬時(shí)功率P？

【答案】
（1）解：彈體在加速過(guò)程中，F(xiàn)=BIL …①

由動(dòng)能定理：（F﹣f）S0= mv2…②

聯(lián)立①②解得：V=

代入數(shù)據(jù)得：v=6m/s

答：彈體最終以6m/s的速度V離開(kāi)軌道；


（2）解：設(shè)S=25m處速度為V1，則在S距離內(nèi)，由動(dòng)能定理：

（F﹣f）S= mv12 …③

P=FV1 …④

聯(lián)立①③④解得：P=BIL

代入數(shù)據(jù)得：P=1.2×10﹣3W

答：彈體在S=25m處安培力的瞬時(shí)功率P為1.2×10﹣3W．


【解析】飛機(jī)受重力、支持力和向前的安培力，合力等于安培力，根據(jù)動(dòng)能定理、安培力公式列式后討論即可．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用和安培力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒(méi)有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷；安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零才能正確解答此題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖示為多用表的不完整的示意圖，圖中還顯示出了表內(nèi)的電源E1和表內(nèi)的調(diào)零電阻R0 ． 被測(cè)電路由未知電阻Rx和電池E2串聯(lián)構(gòu)成．

Ⅰ．①現(xiàn)欲測(cè)阻值大約為一千多歐姆的未知電阻Rx的阻值，請(qǐng)完善以下測(cè)量步驟：甲、乙兩測(cè)試表筆中，甲表筆應(yīng)是（填“紅”或“黑”）表筆；
②測(cè)電阻的倍率選擇“×100Ω”，將甲、乙兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R0 ， 使表針指到表盤(pán)刻度的最（填“左”或“右”）端；
③在測(cè)試表筆乙已接觸被測(cè)電路右端的前提下（見(jiàn)圖），測(cè)試表筆甲應(yīng)接觸被測(cè)電路中的（填“a”或“b”）點(diǎn)；
④若測(cè)試表筆甲接觸的位置正確，此時(shí)表針恰好指在圖示的虛線位置，則被測(cè)電阻Rx的阻值為Ω．
Ⅱ．已知圖中電源E1的電動(dòng)勢(shì)為4.5V，電源E2的電動(dòng)勢(shì)為1.5V（不計(jì)其內(nèi)阻）．若測(cè)電阻Rx時(shí)，測(cè)試表筆甲在a、b兩個(gè)觸點(diǎn)中連接了錯(cuò)誤的觸點(diǎn)，那么，表針的電阻示數(shù)將比真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”），其示數(shù)應(yīng)為Ω．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2 ， OO′是它的分界面，B1＞B2 ． 現(xiàn)有一帶正電粒子+q以速度V垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間進(jìn)入B2磁場(chǎng)，已知帶電粒子在B1和B2磁場(chǎng)中的動(dòng)能和軌道半徑分別為E1、E2、r1、r2 ， 則它們之間的關(guān)系是（ ）

A.E1＞E2 ， r1＞r2
B.E1=E2 ， r1＜r2
C.E1＞E2 ， r1＜r2
D.E1=E2 ， r1＞r2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在（ ）

A.ab過(guò)程中不斷增加
B.bc過(guò)程中保持不變
C.cd過(guò)程中不斷增加
D.da過(guò)程中保持不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某課外學(xué)習(xí)小組想描繪標(biāo)有“4V、2W”的小燈泡的U﹣I圖象，實(shí)驗(yàn)中要求小燈泡兩端電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化．

（1）實(shí)驗(yàn)電路已經(jīng)畫(huà)出了一部分，如圖甲所示，但尚未畫(huà)完整，請(qǐng)將電路完整地連接好．
（2）按你連的電路，開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P應(yīng)移動(dòng)到 端（選填“A”或“B”）．
（3）經(jīng)過(guò)正確的操作，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

U/V

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

I/A

0

0.12

0.22

0.30

0.36

0.40

0.43

0.46

0.48

0.49

0.50

請(qǐng)?jiān)趫D乙中描點(diǎn)畫(huà)出小燈泡的U﹣I曲線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組要探究導(dǎo)電溶液的電阻在體積相同時(shí)，電阻值與長(zhǎng)度的關(guān)系．選取一根乳膠管，里面灌滿了稀鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的圓柱形鹽水柱．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用多用電表粗測(cè)鹽水的電阻：該小組首先選用“×100”歐姆擋，其阻值如圖（甲）中指針a所示，為了減小多用電表的讀數(shù)誤差，多用電表的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)換用（選填“×10”或“×1000”）歐姆擋；
改換選擇開(kāi)關(guān)后，若測(cè)得阻值如圖（甲）中指針b所示，則Rx的阻值大約是Ω；
②現(xiàn)采用伏安法測(cè)鹽水柱Rx的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．鋰電池（電動(dòng)勢(shì)標(biāo)E稱值為3.7V）
B．電壓表V（量程4V，RV約為4.0kΩ）
C．電流表A1（量程100mA，RA1約為5Ω）
D．電流表A2（量程2mA，RA2約為50Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R1（0～40Ω，額定電流為1A）
F．開(kāi)關(guān)S一只，導(dǎo)線若干
為了測(cè)定鹽水柱Rx的阻值，該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表應(yīng)該選擇（填A(yù)1或A2）．
③為探究導(dǎo)電溶液的電阻在體積V相同時(shí)，電阻值R與長(zhǎng)度L的關(guān)系．該小組同學(xué)通過(guò)握住乳膠管兩端把它均勻拉長(zhǎng)改變長(zhǎng)度，多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得稀鹽水柱長(zhǎng)度L和電阻R的數(shù)據(jù)．為了定量研究電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系，該小組用縱坐標(biāo)表示電阻R，作出了如圖（乙）所示的圖線，你認(rèn)為橫坐標(biāo)表示的物理量是 ． （選填L、 、L2或 ）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)其刻度的位置如圖1所示．

（1）從圖中可讀出金屬絲的直徑為 mm．
（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)（金屬絲的電阻約為5Ω），除被測(cè)金屬絲外，還有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約12V，內(nèi)阻很小；
B．電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω；
C．電流表A2：量程0～3.0A，內(nèi)阻約為0.1Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R：最大阻值5Ω；
F．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
為了提高實(shí)驗(yàn)的測(cè)量精度，在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是（填A(yù)1 ， 或A2）．
（3）根據(jù)所選的器材，在圖2虛線框中畫(huà)出完整的實(shí)驗(yàn)電路圖（要求電阻絲上的電壓從零開(kāi)始變化）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一折桿固定在小車上，∠A＝θ，B端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，設(shè)小車向右的加速度為a，AB桿對(duì)小球的作用力大小為F，則下列說(shuō)法正確的是:

A. 當(dāng)a＝0時(shí)，F＝，方向沿AB桿

B. 當(dāng)a＝gtanθ時(shí)，F＝，方向沿AB桿

C. 無(wú)論a取何值，F都等于m ，方向都沿AB桿

D. 無(wú)論a取何值，F都等于m ，方向與AB桿所在直線無(wú)關(guān)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)“D”形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A.在Ek﹣t圖中應(yīng)有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1
B.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn﹣tn﹣2
C.要使粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可以增大電源電壓
D.在磁感應(yīng)強(qiáng)度B,“D”形盒半徑、粒子的質(zhì)量m及其電荷量q不變的情況下，粒子的加速次數(shù)越多，粒子的最大動(dòng)能一定越大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案