电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到v=10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽L=2m，长为x=100m，通过的电流为I=10A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率Pm有多大（轨道摩擦不计）？试题及答案-解答题-云返教育

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电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到v=10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽L=2m，长为x=100m，通过的电流为I=10A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率P_m有多大（轨道摩擦不计）？

试题解答

见解析

解：（1）金属杆CD（含弹体）受到安培力作用，做加速运动的过程中，由动能定理有：
BLIs=

mv²
即：B=

mv²

2LIs

2.2×10^-3×(10×10³)²

2×2×100×10

T=55T
（2）当弹体（包括金属杆CD的质量）加速到v=10km/s时，磁场力功率最大，则磁场力的最大功率为：
P_m=Fv=BLIV=55×2×10×10×10³W=1.1×10⁷W
答：（1）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为为55T．
（2）磁场力的最大功率为1.1×10⁷W．

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选修3-1 鲁科版解答题高中物理

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