问题
计算题
据报道,最近已研制出一种可以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轨道的一端,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=0.10 m,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×l03m/s,求通过导轨的电流I忽略摩擦力与重力的影响。
答案
解: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F=ma ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而v2=2aL ③
联立①②③得
代入题给数据得I=6.0×105A ⑤ 。