Question

3．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的高能杀伤武器，具有速度快命中率高，发射成本低，减少污染等特点，是21世纪的理想兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚大学制成的能把2.2g的弹体加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹约为20km/s），若轨道宽为2m，长为100m，通过的电流为10A，求：
（1）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B
（2）磁场力的最大功率．

Answer 1

分析 （1）金属杆受到安培力作用，做加速运动，使弹体获得了速度，根据动能定理和安培力公式求解匀强磁场的磁感应强度．
（2）当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，由公式P=Fv求解

解答 解：（1）对炮弹发射过程由动能定理：$Fx=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
炮弹受到的安培力：F=BIL，
代入数据：B=55T
（2）磁场力的最大功率为：P=Fv，
代入数据：P=1.1×10⁷W
答：（1）所加的匀强磁场磁感应强度是55T．
（2）发射炮弹过程中，磁场力的最大功率是1.1×10⁷W．

点评 本题安培力是恒力，涉及到力空间的累积效应，运用动能定理研究是常用的思路