“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.光滑水平加速导轨电阻不计.轨道宽为L＝0.2m.在导轨间有竖直向上的匀强磁场.磁感应强度B＝1×102T.“电磁炮弹体总质量m=0.2kg.其中弹体在轨道间的电阻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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（20分）“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。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×10²T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻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，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×10³A，不计空气阻力。求：

（1）弹体所受安培力大小；
（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？
（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量；
（4）请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。

（1）

（2）20m （3）

（4）电压应增大

试题分析：（1）由安培力公式：

（2）由动能定理

得到弹体从静止加速到4km/s，轨道长

（3）根据

发射弹体过程产生的焦耳热：

弹体的动能为：

系统消耗总能量为：

（4）由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势，
电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保证电源为加速弹体提供恒定的电流，
使“电磁炮”匀加速发射。

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下列关于感应电动势的说法中，不正确的是（　　）

A．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势

B．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比

C．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比

D．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关

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A．t1时刻FN＞G

B．t2时刻FN＞G

C．t3时刻FN＜G

D．t4时刻FN=G

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（1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功．
（2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功．

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（1）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；
（2）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；
（3）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）；

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