题目内容

据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图15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＝0.10 m，导轨长 L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可认为，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＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为 v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)
6.0×105 A
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＝6.0×105 A.
练习册系列答案
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下图所示，分别表示通电直导线的一部分导体在磁场中受到安培力的方向与电流和磁场的方向关系，其中正确的是（  ）
如图所示，通电直导线在垂直纸面向外磁场中，请在图中画出通电直导线所受安培力F的方向。若导线中电流强度I=2A，导线长l=0.3m，匀强磁场的磁感应强度B=0.6T,求通电导线所受的安培力F的大小。
如图所示，在匀强磁场中有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线受到安培力的方向是(       )
A．向上B．向下C．向左D．向右
电磁炮是利用电磁技术制成的一种理想武器,它的主要原理如图所示.电磁炮轨道宽2 m,长100 m,通过的电流为10 A,要把2.2g的弹体(包括金属杆的质量)加速到10 km/s,则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________ T,磁场力的最大功率P=________ W(轨道摩擦不计).
质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因素为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图甲所示，它的四个侧视图中表示出四种可能的匀强磁场方向，如图乙所示，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（）
如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是(　　)
A．B＝mgtanα/(IL)，方向垂直斜面向上
B．B＝mgsinα/(IL)，方向垂直斜面向下
C．B＝mgtanα/(IL)，方向竖直向上
D．B＝mg/(IL)，方向水平向右
(12分)如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R0＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁感应强度B＝2 T，当ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：

(1)ab间感应电动势E
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q
在斜角θ＝30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E＝3 V，内阻r=0.1Ω的电源，滑轨间距L＝10 cm，将一个质量m＝30 g，电阻R＝0.4Ω的金属棒水平放置在滑轨上。若滑轨周围加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示，求
小题1:金属棒中通过的电流；
小题2:滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向。

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