【題目】電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮示意如圖，圖中直流電源電動勢為E1，電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1，使電容器完全充電。然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），MN開始向右加速運(yùn)動。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動勢為E2 時，此時與電容器兩極板間的電壓相等，回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，之后離開導(dǎo)軌。問：

（1）磁場的方向；

（2）MN剛開始運(yùn)動時加速度a的大��；

（3）MN離開導(dǎo)軌后的最大速度vm的大小（結(jié)論可以保留根號）。

【答案】（1）磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下；（2）（3）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)通過MN電流的方向，結(jié)合左手定則得出磁場的方向．（2）根據(jù)歐姆定律得出MN剛開始運(yùn)動時的電流，結(jié)合安培力公式，根據(jù)牛頓第二定律得出MN剛開始運(yùn)動時加速度a的大�。�3）開關(guān)S接2后，MN開始向右加速運(yùn)動，速度達(dá)到最大值時，根據(jù)電動勢和電荷量的關(guān)系，以及動量定理求出MN離開導(dǎo)軌后最大速度.

（1）電容器上端帶正電，通過MN的電流方向向下，由于MN向右運(yùn)動，根據(jù)左手定則知，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下．

（2）電容器完全充電后，兩極板間電壓為E，當(dāng)開關(guān)S接2時，電容器放電，設(shè)剛放電時流經(jīng)MN的電流為I，有：

設(shè)MN受到的安培力為F，有：F=BIL

由牛頓第二定律有：F=ma

聯(lián)立解得：

（3）電容器放電前所帶的電荷量

開關(guān)S接2后，MN開始向右加速運(yùn)動，速度達(dá)到最大值時，MN上的感應(yīng)電動勢： ，最終電容器所帶電荷量

則通過MN的電量

由動量定理，有：

得

解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用半偏法測定電流表G的內(nèi)阻的實驗中，如圖：

（1）實驗電路連接好后，主要操作步驟如下：（把未完整的操作步驟填寫完整）

①接通S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表G指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；

②再接通S2，保持_______阻值不變，調(diào)節(jié)_____，使電流表G 指 針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；

③讀出R2的阻值，即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻rg=R2

（2）此電路測量出的電流表的內(nèi)阻比真實值______（填 “大”“小”）

（3）為了減少誤差，電源電動勢應(yīng)盡量選________（填 “大”“小”）一點(diǎn)好

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，電阻R=10Ω，電動機(jī)M的線圈電阻r=1Ω，加在電路兩端的電壓U=50V，已知電流表的讀數(shù)為25A，求：

（1）通過電動機(jī)線圈的電流強(qiáng)度為多少？

（2）通電，電動機(jī)M輸出的機(jī)械功為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,AOB為一邊界為圓的勻強(qiáng)磁場,O點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn),C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn),且CD∥AO�，F(xiàn)有兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場（不計重力及粒子間的相互作用）,其中粒子1從A點(diǎn)正對圓心射入,恰從B點(diǎn)射出,粒子2從C點(diǎn)沿CD射入,從某點(diǎn)離開磁場,則可判斷

A. 粒子2在B、C之間某點(diǎn)射出磁場

B. 粒子2必在B點(diǎn)射出磁場

C. 粒子1與粒子2在磁場中的運(yùn)行時間之比為3∶2

D. 粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為鍛煉身體，小明利用所學(xué)物理知識設(shè)計了一個電子拉力計，圖是原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計)。定值電阻R0=5Ω，a、b是一根長為5.5cm的均勻電阻絲，阻值R1=25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程為 O～0.6A。

(1)小明在電路中連入RO的目的是______________。

(2) 當(dāng)拉環(huán)不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為________A.

(3) 已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F間的關(guān)系如圖所示。通過計算說明, 開關(guān)閉合后，當(dāng)電流表指針指在0.3A處，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力______________N.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一個質(zhì)量m=2.0×10-3 kg、電荷量q=2.0×10-6 C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從O點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動，其位移隨時間的變化規(guī)律為x=6.0t -10t2，式中x的單位為m，t的單位為s。不計空氣阻力，取g=10 m/s2。

(1) 求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向；

(2) 求帶電物體在0～0.5 s內(nèi)電勢能的變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0.火車通過此處，下列有關(guān)說法中正確的是

A．當(dāng)火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向

B．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力

C．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力

D．當(dāng)火車的速率v<v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有導(dǎo)航、定位等功能。如圖所示，“北斗”系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星a、b、c繞地心做勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星c所在的軌道半徑為r，衛(wèi)星a、b所在的軌道半徑為2r，若三顆衛(wèi)星均沿順時針方向(從上向下看)運(yùn)行，質(zhì)量均為m，衛(wèi)星c所受地球的萬有引力大小為F，引力常量為G，不計衛(wèi)星間的相互作用。下列判斷中正確的是( )

A. 衛(wèi)星a所受地球的萬有引力大小為

B. 地球質(zhì)量為

C. 如果使衛(wèi)星b加速，它一定能追上衛(wèi)星a

D. 衛(wèi)星b的周期是衛(wèi)星c的兩倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如右圖所示為某靜電場中的某一條電場線，a、b為該電場線上的兩點(diǎn)，則下列判斷中正確的是

A. b點(diǎn)的電場強(qiáng)度可能比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度小

B. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定等于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度

C. 負(fù)電荷在b點(diǎn)受到的電場力方向向左

D. 正電荷在運(yùn)動中通過a點(diǎn)時，其運(yùn)動方向一定沿ba方向

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