20xx教科版高中物理選修3-13-2磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用安培力-文庫(kù)吧資料
2024-11-27 17:01本頁(yè)面
【正文】 向改變，依據(jù)左手定則可以判定， A 受安培力仍水平向右． 答案： 右 右 創(chuàng)新拓展 電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器，彈丸速度可達(dá) 5 9 0 0 m /s ，射程可在 3 6 0 km ( 一般火炮攻擊范圍只有幾十千米 ) ．電磁炮具有超高速、大 動(dòng)能，穿甲能力強(qiáng)、命中精度高等優(yōu)點(diǎn)．彈丸的發(fā)射速度和射程可通過改變電流強(qiáng)度的大小來控制．在發(fā)射過程中，彈丸加速均勻，幾乎沒有火焰、煙霧、響聲和后坐力，利于隱蔽作戰(zhàn)．整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，操作簡(jiǎn)便、安全性好．是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦痛┘孜淦鳎? 【例 3 】 圖 3 － 2 － 11 是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊 ( 即實(shí)驗(yàn)用彈丸 ) ．滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源．滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推 動(dòng)而發(fā)射．在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系式為 B ＝ kI ，比例常量 k ＝ 2 . 5 10－ 6 T /A. 已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距 l ＝ 1 . 5 c m ，滑塊的質(zhì)量 m ＝ 3 0 g ，滑塊沿導(dǎo)軌滑行 5 m 后獲得的發(fā)射速度v ＝ 3 . 0 km /s ( 此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng) ) ． ( 1 ) 求發(fā)射過程中電源提供的電流強(qiáng)度． ( 2 ) 若電源輸出的能量有 4% 轉(zhuǎn)換為滑塊的功能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？ 圖 3 － 2 － 11 解析： ( 1 ) 由勻加速運(yùn)動(dòng)公式 a ＝v22 s＝ 9 105 m /s2， 由安培力公式和牛頓第二定律有 F ＝ I B l＝ kI2l， kI2l＝ ma ， 因此， I ＝makl＝ 8 . 5 105 A. ( 2 ) 滑塊獲得的動(dòng)能是電源輸出能量的 4% ，即 P Δ t 4% ＝12m v2 發(fā)射過程中電源供電時(shí)間 Δ t＝va＝13 10－ 2 s ， 所需電源輸出功率為： P ＝12m v2Δ t 4%＝ 1 . 0 109 W 由功率 P ＝ IU ，解得輸出電壓 U ＝PI＝ 1 . 2 103 V . 答案： ( 1 ) 8 . 5 105 A ( 2 ) 1 . 0 109 W 1 . 2 103 V 。 ) 后，再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向． ( 3 ) 等效分析法：環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流，通電螺線管可等效成很多的環(huán)形電流來分析． ( 4 ) 推論分析法： ① 兩直線電流相互平行時(shí)
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