Question

5．2012年11月25日，號(hào)稱空中“飛鯊”的殲-15在我國(guó)第一艘航母“遼寧艦”起降一次成功，艦機(jī)適配性能良好，圖為殲-15起飛瞬間，數(shù)秒內(nèi)使戰(zhàn)斗機(jī)速度在零和數(shù)百千米每小時(shí)間轉(zhuǎn)換，且滑行距離不超過(guò)100米．動(dòng)力和阻力控制是飛機(jī)起降的硬指標(biāo)．為了提高航空母艦上飛機(jī)的起飛速度，人們正研制一種電磁彈射裝置，它的基本原理是：將待彈射的飛機(jī)掛在導(dǎo)體棒上，導(dǎo)體棒放置在處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩條平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以電流，使飛機(jī)和導(dǎo)體棒作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)的作用下沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，從而將飛機(jī)以某一速度彈射出去．關(guān)于這種彈射裝置，以下說(shuō)法中不正確的是（　�。�

• A． 導(dǎo)體棒中的電流方向是N→M
• B． 導(dǎo)體棒受到的推動(dòng)力是安培力
• C． 改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可改變飛機(jī)彈射出時(shí)的速度
• D． 增大導(dǎo)軌中的電流可提高飛機(jī)的彈射速度

Answer 1

分析 A、根據(jù)圖可知飛機(jī)應(yīng)加速運(yùn)動(dòng)的方向，即為其受到的推力（安培力）的方向，幾何左手定則即可得知選項(xiàng)A的正誤．
B、對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，在水平方向上受安培力和阻力，由此可知推力為安培力．
CD、設(shè)出導(dǎo)軌的長(zhǎng)度和金屬棒的長(zhǎng)度，可用磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流列出飛機(jī)彈射出時(shí)的速度，由此可判知選項(xiàng)CD的正誤．

解答 解：A、飛機(jī)應(yīng)向右做加速運(yùn)動(dòng)，即飛機(jī)及導(dǎo)體棒應(yīng)受到向右的安培力作用，有左手定則可知，電流的方向應(yīng)該是從M到N，選項(xiàng)A不正確．
B、導(dǎo)體棒的推力是由于在磁場(chǎng)中通入了電流所致，所以其受到的推力是安培力，選項(xiàng)B正確．
CD、設(shè)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為X，受到的阻力為f，導(dǎo)體棒受到的安培力為F=BIL，其加速度為a=$\frac{BIL-f}{m}$，飛機(jī)彈射出去的速度為v=$\sqrt{\frac{2（BIL-f）X}{m}}$由此可知，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以改變飛機(jī)彈射出去的速度；增大導(dǎo)軌中的電流可提高飛機(jī)的彈射速度，選項(xiàng)CD正確．
本題選不正確的，故選：A

點(diǎn)評(píng) 該題考查到了安培力的方向的判斷及對(duì)其大小有影響的相關(guān)物理量，解答時(shí)要熟練會(huì)應(yīng)用左手定則來(lái)判知對(duì)流的方向與受力方向之間的關(guān)系；會(huì)熟練的利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式對(duì)彈射速度的推導(dǎo)．同時(shí)只要注意審題，該題是選擇不正確的，可是解題過(guò)程中極易忽視的地方．