Question

16．电磁轨道炮工作原理如图所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加到原来的3倍，理论上可采用的办法是（　　）

• A． 只将电流I的增加至原来的3倍
• B． 只将轨道长度l变成原来的3倍
• C． 只将弹体质量减至原来的$\frac{1}{3}$
• D． 将弹体质量减至原来的$\frac{1}{3}$，轨道长度l变为原来的3倍，其他量不变

Answer 1

分析 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，再根据速度的表达式进行求解．

解答 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：BIl•L=$\frac{1}{2}$mv²，
磁感应强度的大小与I成正比，所以：B=kI，
联立解得：v=$\sqrt{\frac{2k{I}^{2}lL}{m}}$；
A、只将电流I增加至原来的3倍，弹体的出射速度增加至原来的3倍，故A正确；
B、只将轨道长度L变为原来的3倍，弹体的出射速度增加至原来的$\sqrt{3}$倍，故B错误；
C、只将弹体质量减至原来的$\frac{1}{3}$，弹体的出射速度增加至原来的$\sqrt{3}$倍，故C错误；
D、将弹体质量减至原来的$\frac{1}{3}$，轨道长度L变为原来的3倍，其它量不变，弹体的出射速度增加至原来的3倍，故D正确．
故选：AD

点评 解决该题关键运用动能定理表示出弹体的出射速度求解；要找出一个物理量变化所采用的方法，应该先运用物理规律表示出这个物理量再根据表达式中各个因素求解．