Question

电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚制成了能把2.2kg静止的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到1.0×10⁴m/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2ⅹ10³m/s）．若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（轨道摩擦不计）

Answer 1

分析：由F=BIL可得弹体受到的安培力，炮弹受到安培力做加速运动，由动能定理可得磁感应强度．
速度最大时安培力的功率最大，由此可得磁场力的最大功率．

解答：解：电磁炮在加速过程中，由动能定理，有：
BILS=

1

2

mv2，
代入数据，解得所加匀强磁场的磁感应强度为：
B=

mv2

2ILS

=

2.2×(1×104)2

2×10×2×100

T=5.5×1O⁴T．       
由P=Fv可知，磁场力的最大功率为：
P=BILv=5.5×10⁴×10×2×1×10⁴W=1.1×10¹⁰W．
答：轨道间所加匀强磁场的磁感强度为5.5×1O⁴T，磁场力的最大功率为1.1×10¹⁰W．

点评：会识别给定的图，当导线和磁场垂直的时候，安培力为F=BIL，会用动能定理．