Question

【題目】最近研制出一種可以投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示．炮彈(可視為長方形導體)置于兩固定的平行導軌之間，并與軌道壁密接．開始時炮彈靜止在軌道的一端，通以電流后炮彈會被磁力加速，最后從位于導軌另一端的出口高速射出．設兩導軌之間的距離d＝0.10 m，導軌長L＝5.0 m，炮彈質量m＝0.30 kg.導軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示．可認為，炮彈在軌道內運動時，它所在處磁場的磁感應強度始終為B＝2.0 T，方向垂直于紙面向里．若炮彈出口速度為v＝2.0×103 m/s，忽略摩擦力與重力的影響以及發射過程中電流產生的焦耳熱，試求：

(1)通過導軌的電流I；

(2)發射過程中電源的最大輸出功率P.

Answer 1

【答案】(1)6.0×105 A　(2)2.4×108 W

【解析】 (1)炮彈的加速度為： ，

炮彈做勻加速運動，有： ，代入題給數據得。

(2)電源的最大輸出功率： ，解得： 。.