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20xx教科版高中物理選修3-13-2磁場對通電導(dǎo)線的作用安培力-文庫吧資料

2024-11-27 17:01本頁面
  

【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,再從另一導(dǎo)軌流回電源.滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推 動而發(fā)射.在發(fā)射過程中,該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場,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 ) . ( 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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