Question

【题目】电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其原理示意图如图所示，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定的平行金属导轨间距为d长度为l，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大少为B的匀强磁场（图中未画出）， 炮弹可视为质量为m，电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间的最左端并处于静止状态，开关S接1，使电容器完全充电，然后将开关S接至2，MN开始向右加速运动。在MN沿导轨运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，请说明：

(1)开关S接至2后的发射炮弹过程中，电容器中原来储存的电能将转化为哪些能量?

(2)在电源电动势E一定的条件下要想提高炮弹射出时的速度，可以采取哪些措施？

Answer 1

【答案】(1) 炮弹的动能；炮弹与导轨摩擦产生的内能；炮弹对空气的摩擦和挤压产生的内能：电流通过导轨和炮弹产生的焦耳热；电路中电流变化向外辐射的电磁能(2) 减小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。

【解析】

(1)炮弹的动能；炮弹与导轨摩擦产生的内能；炮弹对空气的摩擦和挤压产生的内能：电流通过导轨和炮弹产生的焦耳热；电路中电流变化向外辐射的电磁能。

(2)减小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。