Question

11．超導電磁炮是一種新型兵器，它的主要原理如圖所示．在一次實驗中，利用這種裝置可以把質(zhì)量為20g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）由靜止加速到10km/s．若這種裝置的軌道寬2m，長為10m，通過的電流恒為10³A，軌道摩擦可忽略不計，求：
（1）軌道間所加勻強磁場的磁感應強度多大？
（2）磁場力的最大功率多大？
（3）金屬桿EF掃過的面積中的磁通量為多少？

Answer 1

分析 （1）由F=BIL可表示炮彈受到的安培力，由牛頓第二定律可得炮彈的加速度，由運動可得磁感應強度；
（2）由P=BILv可得磁場的最大功率功率；
（3）根據(jù)∅=BS求解．

解答 解：（1）炮彈所受的安培力：F=BIL…①
炮彈產(chǎn)生的加速度：a=$\frac{F}{m}$…②
由運動學有：v²=2ax…③
由①-③式得磁感應強度為：B=0.5T
（2）磁場的最大功率：P=BILv=0.5×10³×2×10³=1×10⁶W
（3）金屬桿EF掃過的面積中的磁通量為：
∅=BS=0.5×2×10=10Wb
答：（1）軌道間所加勻強磁場的磁感應強度為0.5T；
（2）磁場力的最大功率為1×10⁶W；
（3）金屬桿EF掃過的面積中的磁通量為10Wb．

點評 本題重點是運動學的應用，由運動學得到加速度才能得到磁感應強度，知道磁通量的計算公式∅=BS，難度不大，屬于基礎題．