Question

最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹静止在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v＝2.0×10³ m/s，忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦尔热，试求：
（1）通过导轨的电流I；
（2）发射过程中电源的最大输出功率P。

Answer 1

解：（1）炮弹的加速度为：
炮弹做匀加速运动，有：
解得：A
（2）电源的最大输出功率：
解得：W