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試題詳情
“電磁炮”的模型示意圖如圖所示,光滑水平加速導軌電阻不計,軌道間距為L=0.1m,豎直向上的勻強磁場的磁感應強度B=1T,彈體總質量m=0.01kg,彈體在軌道間的電阻R=1Ω,可控電源的內阻r=4Ω,提供的電流I=0.2A,以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射,不計空氣阻力。求:
(1)彈體所受安培力的大小;
(2)彈體從靜止加速到10m/s過程中系統產生的總熱量。
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發(fā)布:2024/7/27 8:0:9組卷:12引用:0難度:0.6
相似題
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1.如圖所示為某研究小組設計的電磁炮供彈和發(fā)射裝置。裝置由傾角θ=37°的傾斜導軌和水平導軌在AB處平滑連接而成,電磁炮發(fā)射位置CD與AB相距x=0.4m,傾斜導軌處有垂直導軌平面向上的勻強磁場,磁感應強度為B1,ABCD區(qū)域無磁場,CD處及右側有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度為B2。傾斜導軌頂端的單刀雙擲開關可連接阻值R=1.5Ω的電阻和電容C=1.0F的電容器。質量m=2.0kg、長度L=1.0m、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab代替電磁炮彈,金屬桿與傾斜導軌間動摩擦因數均為μ1=0.2,和ABCD區(qū)域導軌之間動摩擦因數為μ2=0.5,CD右側導軌光滑且足夠長。供彈過程:開關打到S1處,金屬桿從傾斜導軌某個位置及以上任意位置由靜止釋放,金屬桿最終都恰好精確停在CD處;發(fā)射過程:開關打到S2處,連接電壓U=100V電容器,金屬桿從CD位置開始向右加速發(fā)射。已知導軌間距為L=1.0m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,不計空氣阻力。
(1)供彈過程
①金屬桿運動到AB時刻,桿ab中電流方向為 (填“a-b”或“b-a”),a端電勢 于b端電勢(填“高”、“低”或“等”)。
②金屬桿到達AB處時速度為 m/s,從AB到CD所用時間為 s。
③為精確供彈,磁感應強度B1的大小為 T:3。
④如果某次金屬桿在傾斜軌道上距AB所在水平面高5m處由靜止釋放,運動到AB過程中電阻R的發(fā)熱量;
(2)發(fā)射過程
①如果CD右側導軌光滑且足夠長,則開關打到S2處后金屬桿的運動情況為 。
A、勻加速運動
B、先是加速度變小的加速運動,后是勻速運動
C、勻速運動
D、先是加速度變大的加速運動,后是勻速運動
②當B2多大時,金屬桿發(fā)射的最終速度最大?最大速度為多少?
(3)某次充填過程中,操作員沒有給電容器充電,然后將傾斜導軌頂端的單刀雙擲開關錯誤地打到S2處后靜止釋放金屬桿,試分析說明金屬桿在傾斜軌道將做什么運動?如果B1=3T,金屬桿的釋放點離AB的距離為10m,則金屬桿從釋放到下滑到AB的時間為多少?發(fā)布:2024/9/4 1:0:8組卷:108引用:1難度:0.1 -
2.電磁炮“電磁炮”(如圖甲)是利用電磁力對彈體加速的新型武器,如圖乙所示是“電磁炮”的原理結構示意圖。光滑水平加速導軌電阻不計,軌道寬為L=0.2m。在導軌間有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B=1×102T,“電磁炮”的彈體總質量m=0.2kg,其中彈體在軌道間的電阻R=0.4Ω,電源的內阻r=0.6Ω,電源能為加速彈體提供的電流I=4×103A,不計彈體在運動中產生的感應電動勢和空氣阻力。
(1)在某次試驗發(fā)射過程中,彈體所受安培力大小為 N;彈體從靜止加速到4km/s,軌道至少要 m;
(2)電磁炮的發(fā)射需要大量的電能瞬間釋放,這些電能需要電容器來儲存,這就需要對電容器先充電。如圖所示,導軌的左端連接電容C=5×10-2F的電容器,開關S先接1,使電容器充電,電壓充到為U0時將開關S接至2,炮彈受安培力作用開始向右加速運動。直流電源的a端為 (選填“正極”、“負極”或“可正可負”);
(3)以下分析正確的是 。
A.強迫儲能器上端為正極
B.飛機的質量越大,離開彈射器時的動能一定越大
C.強迫儲能器儲存的能量越多,飛機被加速的時間一定越長
D.平行導軌間距越小,飛機能獲得的加速度將越小
(4)充電過程中電容器兩極板間的電壓u隨電容器所帶電荷量q發(fā)生變化。請在圖中畫出u-q圖像。
(5)由上圖可知,充完電后電容器的電壓為 V;并可以借助圖像求出穩(wěn)定后電容器儲存的能量為 J。發(fā)布:2024/9/26 4:0:1組卷:46難度:0.6 -
3.2023年4月17日消息,我國目前的電磁炮所發(fā)射的炮彈,已經可以在100公里距離上擊穿80毫米厚的鋼板。如圖所示為電磁軌道炮的模型,間距L=1m的平行光滑導軌水平放置,軌道處于磁感應強度大小為B=1T、方向沿豎直方向的勻強磁場中,導軌左端接有電動勢E=30V、內阻r=1Ω的電源,帶有炮彈的導體棒垂直放置在導軌上,其質量(含炮彈)為m=100g、電阻為R=9Ω,導軌電阻不計,則下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/7/17 8:0:9組卷:58引用:2難度:0.5
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