题目内容
6．
如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．电源提供的强大恒定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，k=2.5×10-6 T/A．已知两导轨内侧间距l=3cm，滑块的质量m=30g，滑块从静止沿导轨滑行x=5m后获得的发射速度v=3×103m/s（此过程视为匀加速运动）．求：（1）发射过程中滑块的加速度；
（2）发射过程中电源提供的电流是多大？
（3）若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
分析 （1）由运动学公式确定滑块加速的加速度，再由动能定理求得安培力，最后得到电流强度；
（2）先由运动学公式确定滑块加速的时间，再由能量守恒定律结合已知条件列式求解即可；
（3）根据动能定理和动量守恒定律结合已知条件联立方程组求解即可
解答 解：（1）由匀加速运动公式有：
a=$\frac{{v}^{2}}{2x}$=9×105 m/s2
（2）由安培力公式和牛顿第二定律，有：
F=IlB=kI2l=ma
因此有：I=$\sqrt{\frac{ma}{kl}}$=6×105 A
（3）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即：
P△t×4%=$\frac{1}{2}$mv2
发射过程中电源供电时间为：△t=$\frac{v}{a}$=$\frac{1}{3}$×10-2 s
所需的电源输出功率为：P=$\frac{\frac{1}{2}m{v}^{2}}{△t×9%}$=4.5×108W
由功率P=UI，解得输出电压为：U=$\frac{P}{I}$=750V
答：（1）求发射过程中金属滑块的加速度大小9×105m/s2；
（2）求发射过程中电源提供的电流强度大小6.0×105A；
（3）若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率4.5×108W和输出电压750V
点评 滑块加速过程只有安培力做功，碰撞过程系统动量守恒，还可结合动能定理求解
练习册系列答案
相关题目
16．
如图所示的是两个等量正点电荷的电场分布，其中带箭头的表示电场线，封闭的曲线表示等势面．关于电场中a、b两点的电场强度和电势，下列判断正确的是（ ）
如图所示的是两个等量正点电荷的电场分布，其中带箭头的表示电场线，封闭的曲线表示等势面．关于电场中a、b两点的电场强度和电势，下列判断正确的是（ ）| A． | 电场强度相同，电势相等 | B． | 电场强度相同，电势不相等 | ||
| C． | 电场强度不相同，电势相等 | D． | 电场强度不相同，电势不相等 |
17．
如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻 轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是（ ）
如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻 轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是（ ）| A． | 第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 | |
| B． | 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体重力势能的变化 | |
| C． | 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 | |
| D． | 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功 |
如图所示，x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B．在x轴（-R，R）下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场．y轴下方的A点与O点的距离为d，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场，不计粒子的重力作用．
某电路如图所示，已知电池组的总内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω，理想电压表的示数U=3.0V，求通过电池组的电流I以及电池组的总电动势E．
18．下列说法中正确的有（ ）
| A． | 滑动摩擦力方向一定与物体运动的方向相反 | |
| B． | 只有静止的物体所受的摩擦力才叫静摩擦力 | |
| C． | 滑动摩擦力的方向一定与物体间相对运动方向相反 | |
| D． | 两物体间存在弹力，则这两物体间一定存在摩擦力 |
15．
如图所示，在a点放有带电量为Qa的电荷，在b点放有带电量为Qb的电荷，Qa、Qb为异种电荷．在它们的连线上有M、N两点，且aM=bN，比较M、N两点的场强大小和电势的高低时，发现场强EM＞EN，电势φM＜φN．则下列判断正确的是（ ）
如图所示，在a点放有带电量为Qa的电荷，在b点放有带电量为Qb的电荷，Qa、Qb为异种电荷．在它们的连线上有M、N两点，且aM=bN，比较M、N两点的场强大小和电势的高低时，发现场强EM＞EN，电势φM＜φN．则下列判断正确的是（ ）| A． | Qa为正电荷、Qb为负电荷，且|Qa|＞|Qb| | B． | Qa为正电荷、Qb为负电荷，且|Qa|＜|Qb| | ||
| C． | Qa为负电荷、Qb为正电荷，且|Qa|＞|Qb| | D． | Qa为负电荷、Qb为正电荷，且|Qa|＜|Qb| |
16．下列说法正确的是（ ）
| A． | 运动员起跑时速度很小，所以加速度也小 | |
| B． | 汽车紧急刹车时速度变化快，所以加速度大 | |
| C． | 高速飞行的飞机，由于速度大，所以加速度大 | |
| D． | 加速度为正值时，物体的速度总比加速度为负值时大 |