Question

【题目】电磁轨道炮原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）与两固定平行轨道保持良好接触且可在平行于轨道方向上自由移动。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，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为d，导轨长为L，炮弹质量为m。导轨上电流I的方向如图中箭头所示。已知轨道的电流可在炮弹处形成垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。忽略摩擦力与重力的影响。现欲使炮弹的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（　　）

A. 只将轨道长度L变为原来的2倍

B. 只将电流I增加至原来的2倍

C. 只将炮弹质量m减至原来的一半

D. 将炮弹质量m减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

Answer 1

【答案】BD

【解析】

通电的弹体在轨道上受到安培力的作用，利用动能定理表示出弹体的出射速度；根据速度的表达式进行求解；

通电的弹体在轨道上受到安培力的作用，利用动能定理有，磁感应强度的大小与I成正比，所以，解得：

A、只将轨道长度L变为原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的倍，故A错误；

B、只将电流I增加至原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故B正确；

C、只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度增加至原来的倍，故C错误；

D、将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变，弹体的出射速度增加至原来的2倍，故D正确；

故选BD。