Question

【题目】“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平导轨电阻不计，宽为L。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。“电磁炮”弹体总质量为m，其中弹体在轨道间的电阻为R。可控电源的内阻为r，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I，不计空气阻力。则（ ）

A. 弹体所受安培力大小为BIL

B. 弹体从静止加速到v，轨道长度至少为

C. 弹体从静止加速到v的过程中电源提供的总能量为

D. 可控电源的电压应随时间均匀增加，才能保证“电磁炮”匀加速发射

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

当导轨上通入电流后，炮弹在安培力的作用下，做初速度为零匀加速直线运动，因此根据牛顿第二定律求出加速度然后利用运动学公式即可求解．消耗的总能量转化为弹体的动能和热量；由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势，电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流，是电磁炮匀加速发射．

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：F=ILB，选项A正确；由动能定理：Fx=mv2，轨道至少要x=，选项B错误；由F=ma，v=at；解得 ；发射过程产生的热量：Q=I2（R+r）t；弹体的动能：Ek＝mv2；系统消耗的总能量，选项C正确；由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势，电源的电压应随时间均匀增加，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流，使电磁炮匀加速发射，选项D正确；故选ACD.．