Question

【题目】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2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）

Answer 1

【答案】55T 1.1×107W

【解析】试题分析：金属杆在导轨上受到安培力作用，做加速运动，使弹体获得了速度，根据动能定理和安培力公式求解匀强磁场的磁感应强度；当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，由公式P=Fv即可求解。

（1）根据题意可得，炮弹水平方向受恒定安培力的作用，

由动能定理有：

安培力大小为 F=BIL

联立并代入数据解得：B=55T

（2）当弹体被加速到最大速度时，磁场力功率最大，

根据瞬时功率公式： Pm=BILvm=55×10×2×104W=1.1×107W