2021年11月1日,央視新聞報道:我國自主研制的一種用于消防的新型電磁炮試驗成功,如圖所示為電磁炮工作原理的簡化示意圖,炮管簡化為兩根水平乎行金屬導軌M、N,導軌長度L=14.4m,間距d=0.5m,導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場,裝有彈體的導體棒ab垂直放在導軌的最左端,且始終與導軌良好接觸,導體棒ab(含彈體)質(zhì)量m=1kg、其電阻R=0.8Ω,可控電源的內(nèi)阻r=0.2Ω,導軌電阻不計.某次試驗中,電源提供大小恒為I=2×103A的電流,導體棒ab向右運動的加速度為5×104m/s2,空氣阻力和摩擦阻力均忽略不計。
(1)若導體棒中的電流方向從a到b,求磁感應強度B;
(2)求導體棒ab離開導軌時的速度大小;
(3)成功發(fā)射一枚電磁炮,共需消耗多少電能?
【答案】(1)若導體棒中的電流方向從a到b,磁感應強度為50T,方向垂直導軌平面向下;
(2)導體棒ab離開導軌時的速度大小為1200m/s;
(3)成功發(fā)射一枚電磁炮,共需消耗8.16×I05J的電能。
(2)導體棒ab離開導軌時的速度大小為1200m/s;
(3)成功發(fā)射一枚電磁炮,共需消耗8.16×I05J的電能。
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:44引用:1難度:0.5
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1.半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定,電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強磁場,磁感應強度為B。導體棒長為L(L>2R),其單位長度電阻值為r。圖(a)中導體棒與圓環(huán)相切于O1點,t=0時刻起,從圖示位置以速度v勻速向右運動,棒始終與速度方向垂直。圖(b)中導體棒與圓環(huán)相切于O2點,t=0時刻起,以O2點為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°,角速度為ω;導體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。
(1)分析說明圖(a)中導體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導體棒的電流變化情況;
(2)求圖(b)中導體棒兩端產(chǎn)生的感應電動勢E與時間t的關(guān)系式;
(3)若圖(a)、圖(b)中導體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同,試比較兩種情況中導體棒運動到虛線(圓環(huán)上直徑位置)處,流過兩導體棒的感應電流大小。發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:99引用:2難度:0.7 -
2.如圖甲所示,在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈姶艌鰠^(qū)域,磁感應強度B0=0.2T,區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框,匝數(shù)n=10,邊長a=1m,線框電阻R=1Ω,質(zhì)量m=1kg?,F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F,使線框從靜止開始向右進入磁場中,已知恒力F的大小為10N,線框與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,整個線框完全進入磁場前已經(jīng)勻速運動,g=10m/s2。當線框剛?cè)窟M入磁場開始計時,磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:149引用:3難度:0.5 -
3.如圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場,一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場,整個過程線框平面始終豎直,線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點,下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:234引用:3難度:0.7
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