Question

【題目】“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快效率高等優點。如圖是“電磁炮”的原理結構示意圖。光滑水平導軌電阻不計，寬為L。在導軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。“電磁炮”彈體總質量為m，其中彈體在軌道間的電阻為R�？煽仉娫吹膬茸铻�r，電源的電壓能自行調節，以保證“電磁炮”勻加速發射。在某次試驗發射時，電源為加速彈體提供的電流是I，不計空氣阻力。則（ ）

A. 彈體所受安培力大小為BIL

B. 彈體從靜止加速到v，軌道長度至少為

C. 彈體從靜止加速到v的過程中電源提供的總能量為

D. 可控電源的電壓應隨時間均勻增加，才能保證“電磁炮”勻加速發射

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

當導軌上通入電流后，炮彈在安培力的作用下，做初速度為零勻加速直線運動，因此根據牛頓第二定律求出加速度然后利用運動學公式即可求解．消耗的總能量轉化為彈體的動能和熱量；由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線產生感應電動勢，電源的電壓應增大，抵消產生的感應電動勢，以保證電源為加速彈體提供恒定的電流，是電磁炮勻加速發射．

在導軌通有電流I時，炮彈作為導體受到磁場施加的安培力為：F=ILB，選項A正確；由動能定理：Fx=mv2，軌道至少要x=，選項B錯誤；由F=ma，v=at；解得 ；發射過程產生的熱量：Q=I2（R+r）t；彈體的動能：Ek＝mv2；系統消耗的總能量，選項C正確；由于彈體的速度增大，彈體切割磁感線產生感應電動勢，電源的電壓應隨時間均勻增加，抵消產生的感應電動勢，以保證電源為加速彈體提供恒定的電流，使電磁炮勻加速發射，選項D正確；故選ACD.．