Question

2006年3月7日美国《国防工业日报》报道，BAE公司武器系统分部将利用合同资金550万美元，为美海军设计和生产32兆焦实验型小尺寸电磁炮.预计将于2007年完成.电磁炮是一种理想的兵器，其原理图如图，把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹在安培力作用下沿导轨加速滑行，并以某一速度发射出去.若轨道宽L=2 m，长s=500 m，通过的电流I=20 A，导轨间所加匀强磁场的磁感应强度B=55 T，弹体质量（包括金属杆）m=22 g，则：

（1）电磁炮离开导轨时的最大速度是多大？

（2）安培力做功的最大功率是多大？

Answer 1

（1）10 km/s （2）2.2×10⁷ W

解析：（1）电磁炮所受的安培力F=BIL，对电磁炮滑动过程用动能定理：

Fs=mv²,即BILs=mv²

v= m/s=10⁴ m/s=10 km/s.

(2)安培力做功的最大功率：

P=BILv=55×20×2×10⁴ W=2.2×10⁷ W.