Question

【题目】据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如题7-2图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离w=0.10m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量m=0.30kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。

Answer 1

【答案】0.6×105A

【解析】

当导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为 图 15

F＝IdB ①

设炮弹加速度的大小为a，则有

F＝ma ②

炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而

v2＝2aL ③

联立①②③式得

I＝

代入题给数据得I＝6.0×105A.