Question

导轨式电磁炮实验装置如图所示，两根平行长直金属导轨固定在绝缘水平面上，其间安放金属滑块。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。若电源提供的强大电流为I=8.0×10⁵A，两导轨间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度大小B=2T。若导轨内侧间距L=1.5cm，滑块的质量m=24g,，试求：
（1）滑块运动过程中受到的安培力的大小；
（2）要使滑块获得v=3.0km/s的速度，导轨至少多长。

Answer 1

（1）2.4×10⁴N（2）4.5m

试题分析：（1）由安培力公式F=BIL       
解得：F=2×8.0×10⁵×1.5×10^-2N=2.4×10⁴N       
(2) 根据牛顿第二定律：F="ma"  
解得        
再由运动学公式v²=2ax              
解得 m=4.5m     
点评：本题考查了利用安培力公式求解安培力，并利用牛顿第二定律求解加速度以及位移的方法