【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載器.電磁軌道炮示意圖如圖所示.兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,導(dǎo)軌電阻不計.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)軌間處于靜止狀態(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸.電容器電容C,首先開關(guān)接1,使電容器完全充電.然后將S接至2,MN由靜止開始向右加速運動.當MN上的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達到最大速度vm,之后離開導(dǎo)軌.問:

1)這個過程中通過MN的電量q;

2)直流電源的電動勢E;

3)某同學想根據(jù)第一問的結(jié)果,利用的公式MN加速過程的位移,請判斷這個方法是否可行,并說明理由.

【答案】123)不可行

【解析】

1)設(shè)在此過程中MN的平均電流為:,

MN上受到平均安培力:

由動量定理,有:

代入解得:

2)開關(guān)S2后,MN開始向右加速運動,速度達到最大值vm時,MN上的感應(yīng)電動:

最終電容器所帶電荷量:

電容器最初帶電:,

代入數(shù)據(jù)解得:

3)不可行,過程中任一時刻電流:,從式中可以看出電流不恒定,取一很短時間,流過MN電量,只有當時才有:,而本題過程中始終不滿足,該同學方法不可行

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、乙、丙三個質(zhì)量相同的物體分別在不同外力的作用下沿水平地面做勻速直線運動,如圖地面與物體間的動摩擦因數(shù)均相同,下列判斷錯誤的是

A.三個物體所受的摩擦力大小相同

B.甲物體所受的摩擦力最小,受地面的彈力最小

C.乙物體所受的摩擦力最大,受地面的彈力最小

D.丙物體所受的摩擦力最大,受地面的彈力最大

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【題目】1)在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗中,用到的測量工具是(有二個)

______;__________。

2)在驗證牛頓第二定律實驗中,在保持拉力F=5N不變時,某同學根據(jù)測出的數(shù)據(jù),畫出圖線如圖.但該同學未標注橫坐標所對應(yīng)的符號,請你在圖中括號處補全_______。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運動,現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置進行編號.如圖甲所示,1位置恰為小球剛開始運動的瞬間,作為零時刻.攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間隔均相同,小球從1位置到6位置的運動過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v10,v20.06m/s,v3________m/s,v40.18m/s,v5________m/s.在圖乙所示的坐標紙上作出小球的速度時間圖象(保留描點痕跡);根據(jù)圖象可_______求出加速度a________m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測量金屬絲電阻率的實驗中

用螺旋測微器測量金屬絲直徑如圖丙所示,則金屬絲直徑d=______m;

測量金屬絲的電阻時,應(yīng)選用電路圖中的______圖;

若金屬絲的長度為L,直徑為d,金屬絲兩端電壓為U,流過金屬絲的電流為I,則金屬絲電阻率的表達式=______用測得的量表示。

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【題目】如圖甲所示定值電阻R1=3 Ω,R2=2 Ω,滑動變阻器RP的最大電阻為10 Ω,電表均視為理想電表調(diào)節(jié)RP記錄多組U,I數(shù)據(jù),畫出了如圖乙所示的UI圖像,下列說法正確的是(   )

A.當滑動變阻器由中點向右移動時滑動變阻器上的功率先增加后減小

B.當滑動變阻器的電阻為10 Ω,滑動變阻器的功率最大

C.當滑動變阻器的電阻為4 Ω,電源的效率最大

D.電源的最大功率為2.25 W

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【題目】如圖所示,在直角三角形 ABC 區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場。速率不同的大量相同帶電粒子從 A點沿與AC邊夾角為60°方向進入磁場,從ACBC邊的不同位置離開磁場。已知,不計粒子的重力和粒子間相互作用力,則

A.所有從 BC 邊離開的粒子在磁場中運動的時間相同

B. BC 邊離開的粒子在磁場中運動的時間一定比從 AC 邊離開的粒子在磁場中運動時間短

C.粒子在磁場中運動的弧長越長,運動時間一定越長

D.粒子在磁場中運動的最大弧長為

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【題目】某同學根據(jù)機械能守恒定律,設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。

1)如圖(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺,在上端的托盤中依次增加砝碼,測得相應(yīng)的彈簧長度,部分數(shù)據(jù)如下表,由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=___N/m。(g9.8m/s2

2)取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖(b)所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動時,通過兩個光電門的速度大小___。

3)用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過程中,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為___。

4)重復(fù)(3)中的操作,得到vx的關(guān)系如圖(c)。由上述實驗可得結(jié)論:對同一根彈簧,彈性勢能與彈簧的壓縮量的平方成___關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)點做直線運動的 v-t 圖像如圖所示,則下列說法正確的是( 。

A.1 秒末質(zhì)點的速度方向發(fā)生變化

B.3 秒末質(zhì)點回到出發(fā)點

C.質(zhì)點前7秒的平均速度大小為m/s

D. 2 秒內(nèi)質(zhì)點的加速度與第 5 秒內(nèi)加速度等大反向

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