问题
问答题
据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示．炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离w=0.10m，导轨长L=5.0m，炮弹质量m=0.30kg．导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s，求通过导轨的电流I．忽略摩擦力与重力的影响．
答案
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=IwB 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=2aL ③
联立①②③代入题给数据得：I=0.6×105A
故通过导轨的电流I=0.6×105A．