综合题10.0分
物理

30.据报道,最近实验室已研制出一种电磁轨道炮,其实验装置俯视如图。炮弹(图中阴影部分)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=10g。导轨上电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=50.0T,若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求:

(1)磁场的方向;

(2)通过导轨的电流I。(忽略摩擦力与重力的影响)

正确答案及相关解析

正确答案

(1)垂直纸面向里;

(2)I=800A

解析

(1)垂直纸面向里;

(2)在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为:FBId

设炮弹的加速度的大小为a,则:Fma

炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而:v2=2aL

联立①②③代入题给数据得:I=800A

考查方向

安培力、牛顿运动定律、匀变速直线运动的规律

解题思路

见解析。

易错点

信息给予题,要按照题目要求作答。

知识点

动能 动能定理 通电直导线在磁场中受到的力 左手定则