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最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)...

最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间并与轨道壁密接.开始时炮弹静止在轨道的一端通以电流后炮弹会被磁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d0.10 m导轨长L5.0 m炮弹质量m0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可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B2.0 T方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v2.0×103 m/s忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦耳热试求:

(1)通过导轨的电流I

(2)发射过程中电源的最大输出功率P.

 

(1)6.0×105 A (2)2.4×108 W 【解析】 (1)炮弹的加速度为: , 炮弹做匀加速运动,有: ,代入题给数据得。 (2)电源的最大输出功率: ,解得: 。. 点睛:本题实质上就是借助安培力问题考查了力与运动,因此解决这类题目的基本思路是对研究对象正确进行受力分析,弄清运动形式,然后依据相应规律求解。  
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用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝,质量分别为m1m2,横截面积分别为S1S2.若电阻丝两端加相同的电压,垂直于磁场方向放入同一匀强磁场中,两电阻丝所受的安培力F1F2的大小关系为( )

A. m1m2S1=S2,则F1F2

B. m1m2S1=S2,则F1=F2

C. m1=m2S1S2,则F1=F2

D. m1=m2S1S2,则F1F2

 

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如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的MN两小孔中, OMN连线中点,连线上ab两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球

以初速度v0a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程,下列说法正确的是( )

A. 小球先做加速运动后做减速运动

B. 小球一直做匀速直线运动

C. 小球对桌面的压力先减小后增大

D. 小球对桌面的压力一直在增大

 

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如图所示,竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面,平面上一个钉子O固定一根细线,细线的另一端系一带电小球,小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开,小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法一定错误的是:

A. 速率变小,半径变小,周期不变

B. 速率不变,半径不变,周期不变

C. 速率变小,半径变大,周期变大

D. 速率不变,半径变小,周期变小

 

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如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置图,图中虚线是带电粒子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的是:

A. A端接的是高压直流电源的正极    B. A端接的是高压直流电源的负极

C. C端是蹄形磁铁的N极    D. C端是蹄形磁铁的S

 

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如图,某带电粒子由静止开始经电压为 U 的电场加速后,射入水平放置、电势差为 U′的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子进入磁场和射出磁场的 MN 两点间的距离 d 随着 U U′的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)

A. d U 变化, d U′变化

B. d U 变化, d U′无关

C. d U 无关, d U′无关

D. d U 无关, d U′变化

 

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