Question

【題目】導軌式電磁炮是利用磁場對電流的作用力，把電能轉變成機械能的發射裝置．如圖為一電磁炮模型，把兩根長為S0=100m，互相平行的銅制軌道放在垂直于軌道平面的磁場中，磁感應強度B=2.0×10﹣5T；質量m=2.0g的彈體（包括金屬桿PQ的質量）靜止在軌道之間的寬L=2m的金屬架上，通電后通過彈體的電流I=10A，彈體在運動過程中所受的阻力f恒為4.0×10﹣5N，求：

（1）彈體最終以多大的速度V離開軌道？

（2）求彈體在S=25m處安培力的瞬時功率P？

Answer 1

【答案】（1）6m/s；

（2）1.2×10﹣3W．

【解析】解：（1）彈體在加速過程中，F=BIL …①

由動能定理：（F﹣f）S0=mv2…②

聯立①②解得：V=

代入數據得：v=6m/s

（2）設S=25m處速度為V1，則在S距離內，由動能定理：

（F﹣f）S=mv12 …③

P=FV1 …④

聯立①③④解得：P=BIL

代入數據得：P=1.2×10﹣3W

答：（1）彈體最終以6m/s的速度V離開軌道；

（2）彈體在S=25m處安培力的瞬時功率P為1.2×10﹣3W．