Question

【題目】電磁軌道炮原理如圖所示。炮彈（可視為長方形導體）與兩固定平行軌道保持良好接觸且可在平行于軌道方向上自由移動。開始時炮彈在導軌的一端，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為d，導軌長為L，炮彈質量為m。導軌上電流I的方向如圖中箭頭所示。已知軌道的電流可在炮彈處形成垂直于軌道面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小與I成正比。忽略摩擦力與重力的影響。現欲使炮彈的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是（　　）

A. 只將軌道長度L變為原來的2倍

B. 只將電流I增加至原來的2倍

C. 只將炮彈質量m減至原來的一半

D. 將炮彈質量m減至原來的一半，軌道長度L變為原來的2倍，其它量不變

Answer 1

【答案】BD

【解析】

通電的彈體在軌道上受到安培力的作用，利用動能定理表示出彈體的出射速度；根據速度的表達式進行求解；

通電的彈體在軌道上受到安培力的作用，利用動能定理有，磁感應強度的大小與I成正比，所以，解得：

A、只將軌道長度L變為原來的2倍，彈體的出射速度增加至原來的倍，故A錯誤；

B、只將電流I增加至原來的2倍，彈體的出射速度增加至原來的2倍，故B正確；

C、只將彈體質量減至原來的一半，彈體的出射速度增加至原來的倍，故C錯誤；

D、將彈體質量減至原來的一半，軌道長度L變為原來的2倍，其它量不變，彈體的出射速度增加至原來的2倍，故D正確；

故選BD。