如圖所示,電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成,當(dāng)電源接通后,磁場(chǎng)對(duì)流過炮彈電流產(chǎn)生力的作用,使炮彈獲得極大的向左發(fā)射速度。下列各俯視圖中正確表示磁場(chǎng)方向的是( ?。?/h1>
【考點(diǎn)】電磁炮;左手定則判斷安培力的方向.
【答案】C
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/29 8:30:2組卷:114引用:7難度:0.8
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1.如圖所示為某研究小組設(shè)計(jì)的電磁炮供彈和發(fā)射裝置。裝置由傾角θ=37°的傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌在AB處平滑連接而成,電磁炮發(fā)射位置CD與AB相距x=0.4m,傾斜導(dǎo)軌處有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,ABCD區(qū)域無磁場(chǎng),CD處及右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。傾斜導(dǎo)軌頂端的單刀雙擲開關(guān)可連接阻值R=1.5Ω的電阻和電容C=1.0F的電容器。質(zhì)量m=2.0kg、長(zhǎng)度L=1.0m、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab代替電磁炮彈,金屬桿與傾斜導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.2,和ABCD區(qū)域?qū)к壷g動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.5,CD右側(cè)導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)。供彈過程:開關(guān)打到S1處,金屬桿從傾斜導(dǎo)軌某個(gè)位置及以上任意位置由靜止釋放,金屬桿最終都恰好精確停在CD處;發(fā)射過程:開關(guān)打到S2處,連接電壓U=100V電容器,金屬桿從CD位置開始向右加速發(fā)射。已知導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1.0m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。
(1)供彈過程
①金屬桿運(yùn)動(dòng)到AB時(shí)刻,桿ab中電流方向?yàn)?(填“a-b”或“b-a”),a端電勢(shì) 于b端電勢(shì)(填“高”、“低”或“等”)。
②金屬桿到達(dá)AB處時(shí)速度為 m/s,從AB到CD所用時(shí)間為 s。
③為精確供彈,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小為 T:3。
④如果某次金屬桿在傾斜軌道上距AB所在水平面高5m處由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到AB過程中電阻R的發(fā)熱量;
(2)發(fā)射過程
①如果CD右側(cè)導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng),則開關(guān)打到S2處后金屬桿的運(yùn)動(dòng)情況為 。
A、勻加速運(yùn)動(dòng)
B、先是加速度變小的加速運(yùn)動(dòng),后是勻速運(yùn)動(dòng)
C、勻速運(yùn)動(dòng)
D、先是加速度變大的加速運(yùn)動(dòng),后是勻速運(yùn)動(dòng)
②當(dāng)B2多大時(shí),金屬桿發(fā)射的最終速度最大?最大速度為多少?
(3)某次充填過程中,操作員沒有給電容器充電,然后將傾斜導(dǎo)軌頂端的單刀雙擲開關(guān)錯(cuò)誤地打到S2處后靜止釋放金屬桿,試分析說明金屬桿在傾斜軌道將做什么運(yùn)動(dòng)?如果B1=3T,金屬桿的釋放點(diǎn)離AB的距離為10m,則金屬桿從釋放到下滑到AB的時(shí)間為多少?發(fā)布:2024/9/4 1:0:8組卷:108引用:1難度:0.1 -
2.電磁炮“電磁炮”(如圖甲)是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器,如圖乙所示是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì),軌道寬為L(zhǎng)=0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1×102T,“電磁炮”的彈體總質(zhì)量m=0.2kg,其中彈體在軌道間的電阻R=0.4Ω,電源的內(nèi)阻r=0.6Ω,電源能為加速?gòu)楏w提供的電流I=4×103A,不計(jì)彈體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和空氣阻力。
(1)在某次試驗(yàn)發(fā)射過程中,彈體所受安培力大小為 N;彈體從靜止加速到4km/s,軌道至少要 m;
(2)電磁炮的發(fā)射需要大量的電能瞬間釋放,這些電能需要電容器來儲(chǔ)存,這就需要對(duì)電容器先充電。如圖所示,導(dǎo)軌的左端連接電容C=5×10-2F的電容器,開關(guān)S先接1,使電容器充電,電壓充到為U0時(shí)將開關(guān)S接至2,炮彈受安培力作用開始向右加速運(yùn)動(dòng)。直流電源的a端為 (選填“正極”、“負(fù)極”或“可正可負(fù)”);
(3)以下分析正確的是 。
A.強(qiáng)迫儲(chǔ)能器上端為正極
B.飛機(jī)的質(zhì)量越大,離開彈射器時(shí)的動(dòng)能一定越大
C.強(qiáng)迫儲(chǔ)能器儲(chǔ)存的能量越多,飛機(jī)被加速的時(shí)間一定越長(zhǎng)
D.平行導(dǎo)軌間距越小,飛機(jī)能獲得的加速度將越小
(4)充電過程中電容器兩極板間的電壓u隨電容器所帶電荷量q發(fā)生變化。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出u-q圖像。
(5)由上圖可知,充完電后電容器的電壓為 V;并可以借助圖像求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存的能量為 J。發(fā)布:2024/9/26 4:0:1組卷:46引用:1難度:0.6 -
3.“電磁炮”的模型示意圖如圖所示,光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì),軌道間距為L(zhǎng)=0.1m,豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,彈體總質(zhì)量m=0.01kg,彈體在軌道間的電阻R=1Ω,可控電源的內(nèi)阻r=4Ω,提供的電流I=0.2A,以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)彈體所受安培力的大??;
(2)彈體從靜止加速到10m/s過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量。發(fā)布:2024/7/27 8:0:9組卷:12引用:0難度:0.6
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