【题目】下图是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）.滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kL，比例常数k=2.5×10-6T/A.
已知 两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/（此过程视为匀加速运动）.
⑴求发射过程中电源提供的电流强度；
⑵若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
⑶若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s/.设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦，求滑块对砂箱平均冲击力的表达式.
【答案】⑴8.5×105A ⑵P=1.0×109W，U=1.2×103V ⑶
【解析】
（1）由匀加速运动公式a=
=9×105m/s2
由安培力公式和牛顿第二定律，有F=IBl=kI2l
F=ma
因此I=
=8.5×105A
即发射过程中电源提供的电流强度为8.5×105A。
（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即：P△t×4%=
mv2
发射过程中电源供电时间
因而，所需的电源输出功率为
由功率P=IU，解得输出电压：U=P/I=1.2×103V
即发射过程中电源的输出功率为1.0×109W、输出电压为1.2×103V。
（3）分别对砂箱和滑块用动能定理，有
fsM=MV2
f'sm=mV2-mv2
由牛顿定律f=-f'和相对运动sm=sM+s'
再由动量守恒定律
mv=（m+M）V
联立求得fs′=
mv2
故平均冲击力
即滑块对砂箱平均冲击力为
。
夺冠金卷全能练考系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，一平直公路上有三个路标o、m、n，且om =3 m、mn =5m。一辆汽车在该路段做匀加速直线运动依次通过o、m、n三个路标，已知汽车在相邻两路标间的速度增加量相同，均为△v =2 m/s，则下列说法中正确的是（ ）
A．汽车在om段的平均速度大小为4 m/s
B．汽车从m处运动到n处的时间为2 s
C．汽车在该路段行驶的加速度大小为2 m/s2
D．汽车经过o处时的速度大小为1 m/s
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【题目】竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为θ，当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则( )
A. θ1<θ2，I1<I2 B. θ1>θ2，I1>I2
C. θ1=θ2，I1=I2 D. θ1<θ2，I1=I2
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【题目】一个未知电阻Rx，阻值大约为10kW—20kW.为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V1 （量程3V、内阻约为3kW)
电压表V2 (量程15V、内阻约为15 kW)
电流表A1 (量程200mA、内阻约为100W)
电流表A2 (量程5mA、内阻约为10W)
电流表A3 (量程0.6A、内阻约为1W)
电源 电动势为3V
滑动变阻器R的最大阻值为200W
开关S
a.在实验中电压表量程应选____， 电流表应选_____。
b.为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图______。
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【题目】.加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图14－15所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，架与待测系统固定在一起.敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转换为电信号输出.已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，调整接点C的位置，使静态时输出电压为零.
（1）当系统做匀加速运动时，试写出加速度a与电压表示数U的对应关系，以便重新刻制到电压表表盘，使它成为直接读加速度值的加速度计；
（2）为什么C点设置在电阻丝AB的中间?对电压表的零刻度在表盘上的位置应有什么要求?表盘的加速度刻度是否均匀?
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【题目】在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm．
（1）小车在B点的速度为vB＝________m/s；
（2）小车运动的加速度为________m/s2．
（3）如果实验中交变电流的周期小于0.02s，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值_______（填“偏大”或“偏小”）．
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【题目】如图所示，一小球以速度
从倾角为
的斜面顶端A处水平抛出，垂直落到在斜面底端与斜面垂直的挡板上的B点，已知重力加速度为g，
，
，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球到达B点的速度大小为
B. 斜面的长度为
C. 小球到达B点时重力的瞬时功率为
D. B点到水平面的高度为
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【题目】如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是
A. M带负电荷，N带正电荷
B. M在b点的动能小于它在a点的动能
C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
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【题目】一电动汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，当车速v≤10m/s、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使电动汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若某一电动汽车以10m/s的速度在一条平直公路上行驶，启动了“全力自动刹车”后其加速度大小为4m/s2，则从开始经1s与3s过程中，汽车的位移之比为 （ ）
A. 1:3 B. 2:3 C. 1:6 D. 16:25
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