Question

5．据新华社2010年12月14日报道．美国海军近日在弗吉尼亚州境内，成功试射了该国最新研制的电磁炮，其发射速度达5倍音速，射程则远达200公里．“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨M、N长s=5m，宽L=1m，电阻不计．在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=25T．“电磁炮”总质量m=0.1kg，其中加速导体棒a、b的电阻R=0.4Ω．可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射．在某次试验发射时，电源为导体棒a、b提供的电流是400A．求：这次试验中“电磁炮”发射的速度．

Answer 1

分析 当导轨上通入电流后，炮弹在安培力的作用下，做初速度为零匀加速直线运动，可根据动能定理列式求解．

解答 解：导体棒ab所受安培力：F=BIL=10⁴N 　　
对于发射过程，由动能定理得：$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=Fs　　　
解得，这次试验中“电磁炮”发射的速度：v=1000m/s
答：这次试验中“电磁炮”发射的速度为1000m/s．

点评 本题运用动能定理求解速度，也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解．