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【答案】电磁炮是利用磁场对电流的作用力

作者 eb/分类 知识竞赛/发布于 2021-07-01
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题目:
电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的。如图所示,把两根长为s,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m的炮弹,炮弹架在长为l,质量为M的金属杆上,当有大的电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得速度v1时刻的加速度为a。当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比,求垂直于轨道平面的磁感应强度多大?

答案

解:设运动中受总阻力Ff=kv2,炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速,根据牛顿第二定律
获得v1速度时,BI1l-kv12=(M+m)a  ①
当炮弹速度最大时,有BI2l=kv22 ②
解①②得垂直轨道的磁感应强度为 

知识点

牛顿运动定律的应用的定义 牛顿运动定律的应用: 1、牛顿运动定律 牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F 合 =ma。 牛顿第三定律:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。 2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤 ①认真分析题意,明确已知条件和所求量; ②选取研究对象,所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统,同一题,根据题意和解题需要也可先后选取不同的研究对象; ③分析研究对象的受力情况和运动情况; ④当研究对对象所受的外力不在一条直线上时;如果物体只受两个力,可以用平行四力形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上,分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动方向上; ⑤根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力,加速度、速度等都可以根据规定的正方向按正、负值代公式,按代数和进行运算; ⑥求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论。

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