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解答题 较难0.4 引用2 组卷639
电磁炮简化模型如图所示,两平行固定导轨水平放置,间距为。一质量为、电阻为的金属弹丸置于两导轨之间,并与导轨保持良好接触。导轨左端与一电流为的理想恒流源(恒流源内部的能量损耗不计)相连。在发射过程中,假设两平行导轨中的电流在弹丸所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场,其强度与电流的关系为,在两导轨间其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场,其大小,方向均垂直导轨平面。如果一弹丸自导轨左端从静止开始被磁场加速直至射出的过程持续时间为,(不计空气阻力、摩擦阻力以及导轨电阻,弹丸可视为薄片,很小)。
(1)求弹丸出射时的速度
(2)求弹丸加速过程中回路感应电动势大小与加速时间的变化关系;
(3)若不计弹丸电阻,弹丸加速过程中恒流源的端电压始终等于回路中的感应电动势,试求恒流源输出的能量并讨论能量分配情况。
20-21高三上·浙江·阶段练习
知识点:电磁炮导体棒平动切割磁感线产生的动生电动势 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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电磁弹射已成为现代航母弹射舰载机的重要设备,我国技术世界领先.小明同学经过研究,设计了电磁弹射与能量回收系统,其简化模型如图所示.两平行、间距的主导轨水平固定放置,左侧通过开关与电流的理想恒流源连接.一质量的“往复车”置于两导轨上,与导轨间的摩擦因数,并与导轨保持良好接触,需要弹射的质量的飞机通过固定装置绝缘固定在轨道车上.与主导轨平行且通过绝缘轨道连接的副轨道置于磁感应强度为的匀强磁场中,副导轨通过开关连接一能量回收电容器,右侧绝缘底座连接一缓冲弹簧.弹射飞机时,接通恒流源,强电流通过主导轨和“往复车”在两道轨间形成磁场.假设两平行导轨中的电流I在“往复车”所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场,其大小,在两导轨间的其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场,其大小,方向均垂直导轨平面.如果载有飞机的“往复车”自导轨左端从静止开始被恒流源加速,运动至主导轨末端时速度,同时断开开关、飞机脱钩分离,并在短时间内相对于“往复车”以的速度水平起飞.在飞机起飞的同时“往复车”滑入副导轨,同时接通电开关,当其速度可视为匀速时,断开开关,“往复车’撞击缓冲弹簧并恰好返回到发射处进行下一架飞机的弹射.已知副导轨、绝缘连接轨道光滑,不计空气阻力,“往复车”可视为薄片,与缓冲弹簧间的碰撞可视为完全弹性碰撞.
(1)求主轨道的长度L
(2)当“往复车”运动至主轨道末端时回路感应电动势的大小;
(3)电容器的电容C

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