Question

电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体（包括金属杆CD的质量）加速到v=10km/s的电磁炮．若轨道宽L=2m，长S=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=    T，磁场力的最大功率P=    W（轨道摩擦不计）．

Answer 1

【答案】分析：当导轨上通入电流后，炮弹在安培力的作用下，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即可求解．
根据P=Fv求解瞬时功率．
解答：解：在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
F=ILB                                      ①
设炮弹的加速度的大小为a，则有因而
F=ma                                       ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v²=2aS     ③
联立①②③代入题给数据得：
F=1100N
B=55T
磁场力的最大功率P=Fv=1.1×10⁷ W
故答案为：55，1.1×10⁷
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．