题目内容
【题目】下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。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。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=5×10-7T/A。已知两导轨内侧间距L=2.0cm，滑块的质量m=40g，滑块沿导轨滑行2m后获得的发射速度v=100m/s（此过程视为匀加速运动）。
（1）求发射过程中电源提供的电流强度。
（2）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中固定在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s。设滑块质量为m，求滑块对砂箱平均冲击力的表达式
【答案】（1）1.0×105A（2）
【解析】（1）对滑块由匀加速运动公式： 
解得： 
滑块所受安培力： 
对滑块由牛顿第二定律得： 
，解得： 
；
（2）对滑块用动能定理，有： 
解得平均冲击力： 
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