Question

导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能的发射装置．如图为一电磁炮模型，把两根长为S₀=100m，互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中，磁感应强度B=2.0×10^﹣5T；质量m=2.0g的弹体（包括金属杆PQ的质量）静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上，通电后通过弹体的电流I=10A，弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10^﹣5N，求：

（1）弹体最终以多大的速度V离开轨道？

（2）求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P？

Answer

（1）6m/s；

（2）1.2×10﹣3W．

【解析】【解析】
（1）弹体在加速过程中，F=BIL …①

由动能定理：（F﹣f）S0=mv2…②

联立①②解得：V=

代入数据得：v=6m/s

（2）设S=25m处速度为V1，则在S距离内，由动能定理：

（F﹣f）S=mv12 …③

P=FV1 …④

联立①③④解得：P=BIL

代入数据得：P=1.2×10﹣3W

答：（1）弹体最终以6m/s的速度V离开轨道；

（2）弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P为1.2×10﹣3W．

【点评】本题关键是明确飞机的加速原理，然后根据动能定理列式分析出动能或速度表达式进行分析，不难．