Question

14．如图所示为电磁轨道炮的工作原理图．待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动．电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与电流I成正比．通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是（　　）

• A． 弹体向左高速射出
• B． I为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的2倍
• C． 弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍
• D． 轨道长度L为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍

Answer 1

分析 当导轨上通入电流后，流过弹体的电流与磁场方向垂直，因此弹体将受安培力作用，根据左手定则可以判断弹体所受安培力方向，根据F=BIL=ma，可知弹体在安培力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v²=2ax即可求解弹出时速度大小．

解答 解：A、根据磁场方向、通过弹体的电流方向可知弹体所受安培力水平向右，因此弹体将向右高速射出，故A错误；
B、根据F=BIL=ma可知I为原来2倍，磁感应强度B与I成正比，B变为原来的2倍，弹体的加速度将变为原来的4倍，由运动学公式v²=2aL可知，弹体射出的速度变为原来的2倍，故B正确；
C、根据F=BIL=ma可知弹体的质量为原来2倍，弹体的加速度将变为原来的$\frac{1}{2}$倍，由运动学公式v²=2aL可知，弹体射出的速度变为原来的$\frac{\sqrt{2}}{2}$倍，故C错误；
D、若L变为原来的4倍，根据F=BIL=ma可知弹体的加速度不变，由运动学公式v²=2aL可知，弹体射出的速度变为原来的2倍，故D正确．
故选：BD．

点评 本题实质上就是借助安培力问题考查了力与运动，因此解决这类题目的基本思路是对研究对象正确进行受力分析，弄清运动形式，然后依据相应规律求解，同时注意安培力公式F=BIL中各个物理量的含义以及公式适用条件．