Question

【題目】如圖是“電磁炮”模型的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平金屬導(dǎo)軌M、N的間距L = 0.2 m，電阻不計，在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B = 100 T，裝有彈體的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌M、N上的最左端，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒ab（含彈體）的質(zhì)量m = 0.2 kg，在導(dǎo)軌M、N間部分的電阻R = 0.8 Ω，可控電源的內(nèi)阻r = 0.2 Ω，在某次模擬發(fā)射時，可控電源為導(dǎo)體棒ab提供的電流恒為I = 4 × 103 A，不計空氣阻力，導(dǎo)體棒ab由靜止加速到4 km/s后發(fā)射彈體，則（　　）

A.導(dǎo)體棒ab所受安培力大小為1.6 × 105 N

B.光滑水平導(dǎo)軌的長度至少為10 m

C.該過程系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為3.2 × 106 J

D.該過程系統(tǒng)消耗的總能量為1.76 × 106 J

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．導(dǎo)體棒ab所受安培力大小為

故A錯誤；

B．導(dǎo)體棒ab由靜止加速到4 km/s，由動能定理得

則水平導(dǎo)軌長度至少為

故B錯誤；

C．導(dǎo)體棒ab做勻加速運動，則

，

解得該過程需要的時間

則該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱

故C錯誤；

D．該過程導(dǎo)體棒ab（含彈體）增加的動能

系統(tǒng)消耗的總能量

故D正確。

故選D。