题目内容

【题目】据报道,实验室已研制出一种电磁轨道炮,其实验装置俯视如下图。炮弹(图中阴影部分)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁接触良好。开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁场力加速,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d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=10g,导轨上电流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=50.0T。若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,下列选项正确的是

A. 磁场的方向为垂直于纸面向里,通过导轨的电流为1600A

B. 磁场的方向为垂直于纸面向外,通过导轨的电流为1600A

C. 磁场的方向为垂直于纸面向里,通过导轨的电流为800A

D. 磁场的方向为垂直于纸面向外,通过导轨的电流为800A

【答案】C

【解析】炮弹受到的安培力向右,根据左手定则可知,磁场垂直纸面向里;在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为:设炮弹的加速度的大小为a,则:炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而:,联立解得:,故ABD错误,C正确,故选C.

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