高考物理一轮复习 电磁炮强化训练

答案第=page77页，总=sectionpages11页答案第=page66页，总=sectionpages66页电磁炮强化训练1．电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变2．“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．光滑水平导轨电阻不计，宽为L．在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．“电磁炮”弹体总质量为m，其中弹体在轨道间的电阻为R．可控电源的内阻为r，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，不计空气阻力．则（）A．弹体所受安培力大小为BILB．弹体从静止加速到v，轨道长度至少为C．弹体从静止加速到v的过程中电源提供的总能量为D．可控电源的电压应随时间均匀增加，才能保证“电磁炮”匀加速发射3．某电视节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺线管，将螺线管放在水平桌面上，用一节干电池和两个磁铁制成一个“小车”，两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺线管中，小车就会加速运动起来，如图所示.关于小车的运动，以下说法正确的是（）A．将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连，小车仍能加速运动B．将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连，小车的加速度方向将发生改变C．图中小车加速度方向向右D．图中小车加速度方向向左4．电磁轨道炮原理如图所示．炮弹（可视为长方形导体）与两固定平行轨道保持良好接触且可在平行于轨道方向上自由移动．开始时炮弹在导轨的一端，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为d，导轨长为L，炮弹质量为m．导轨上电流I的方向如图中箭头所示．已知轨道的电流可在炮弹处形成垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．忽略摩擦力与重力的影响．现欲使炮弹的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（）A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将炮弹质量m减至原来的一半D．将炮弹质量m减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变5．如下图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()A． B．C．D．6．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．如图为美国试验所采用的电磁轨道，该轨道长7.5m，宽1.5m．若发射质量为50g的炮弹从轨道左端以初速度为零开始加速，当回路中的电流恒为20A时，最大速度可达3km/s.轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力．下列说法正确的是()A．磁场方向为竖直向下B．磁场方向为水平向右C．磁感应强度的大小为103TD．电磁炮的加速度大小为3×105m/s27．某人发明了一个让飞机在航母上短距离起飞的装置，原理如图所示，ac和bd是相距为L的两根光滑的金属导轨，MN是相当于飞机的金属杆(质量为m，电阻为R)，匀强磁场方向如图，磁感应强度为B，a和b端接恒流源的正负两极(恒流源输出的电流恒为I)，MN杆将从dc端水平飞出。那么以下说法正确的是()A．a接电源的正极，b接电源的负极B．不考虑电流的磁场，MN杆将做加速度逐渐减小的加速运动，最大加速度为a＝C．不考虑电流的磁场，MN杆将做匀加速运动，加速度为a＝D．恒流源的输出电压不变8．电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问：（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少．9．“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．10．电磁轨道炮原理如图所示，炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行轨道之间，并与轨道壁密接.开始时炮弹在轨道的一端，通有电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于轨道另一端的出口高速射出.设两轨道之间的距离d=0.10m，轨道长L=5.0m，炮弹质量m=0.3kg.轨道上的电流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=2.0T，方向垂直纸面向里.若炮弹在出口处速度为υ=2.0×103m／s，忽略摩擦力与重力的影响.求：（1）炮弹在轨道中运动的加速度大小；（2）通过轨道的电流I.11．如图所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹。它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出。设两轨道间距离为d=0.10m，匀强磁场的磁感应强度为B=40T，电流恒定，I=2000A，轨道长度为L=20m，炮弹的质量为m=20g，忽略一切阻力。求：(1)弹体的加速