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【题目】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)弹体的加速度大小;

(2)弹体最终获得的速度大小;

(3)磁场力对弹体的最大功率。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)在运动过程中受到的安培力大小为F=BIL=8000N,运动过程中的加速度

(2)据动能定理可知Fx=mv2,解得v=4000m/s;
(3)磁场力对弹体的最大功率P=Fv=8000×4000W=3.2×107W.

练习册系列答案
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【题目】如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q 和﹣Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q 的小球以初速度v0 从管口射入,则小球( )

A.速度先增大后减小

B.受到的库仑力先做负功后做正功

C.受到的库仑力最大值为

D.管壁对小球的弹力最大值为

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【题目】万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F0

(1)若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F1,求比值的表达式,并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);

(2)若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F2,求比值的表达式。

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【题目】采用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2

(1)实验室供选择的重物有以下四个,应选择_______

A.质量为100g的钩码

B.质量为10g的砝码

C.质量为200g的木球

D.质量为10g的塑料球

(2)用选择的重物进行实验,选取一条符合实验要求的纸带如图2所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点。重物由O运动到B点时动能的增加量等于_________J,重力势能减少量等于_________J(计算结果均保留3位有效数字)。

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【题目】如图所示,一重为G的小球,固定在一轻质细钢丝下端,能绕悬挂点O在竖直平面内转动。整个装置能自动随着风的转向而转动(即风对小球的作用力总是在图示平面内)。无风时钢丝自然下垂,若某段时间内在恒定水平风力F的作用下,钢丝偏离竖直方向的角度θ=30°,此时钢丝上的拉力为T。关于重力G、风力F和拉力T的大小关系,下列说法正确的是

A. G最小B. F最小

C. T最小D. G最大

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【题目】如图所示,圆盒为电子发射器,M处是电子出射口。其正视截面如图所示,D为绝缘外壳,整个装置处于真空中,半径为R的金属圆柱的圆心A处有一离子源,可沿半径向外均匀发射速率为v的低能电子,与金属圆柱同轴放置的金属网C的半径为3R。不需要电子射出时,可用磁场将电子封闭在金属网以内;若需要低能电子射出时,可撤去磁场,让电子直接射出;若需要高能电子,撤去磁场,并在金属圆柱A和金属网C间加一径向电场,使其加速后射出。不考虑金属圆柱A和金属网C的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用,忽略电子的重力,已知电子质量为m,电荷最为e。

(1)若需要速度为3v的电子通过金属网C发射出来,在金属圆柱A和金属网C间所加电压U是多大;

(2)若金属圆柱A和金属网C间不加电压,要使由金属圆柱A发射的电子不从金属网C射出,可在金属网内环形区域加垂直于圆盒平面向外的匀强磁场,则所加磁场磁感应强度B应满足什么条件。

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【题目】一根长为L的轻杆下端固定一个质量为m的小球,上端连在光滑水平轴上,轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计空气阻力)。当小球在最低点时给它一个水平初速度v0,小球刚好能做完整的圆周运动。若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大,则下列判断正确的是( )

A. 小球能做完整的圆周运动,经过最高点的最小速度为

B. 小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大

C. 小球在最低点对轻杆的作用力先增大后减小

D. 小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心

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【题目】图甲是研究平抛物体的运动的实验装置图

1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线______.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了使每次小球平抛的______相同.

2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为______ m/s.(g9.8m/s2

3)在研究平抛物体运动的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中正确的是______

A.小球平抛的初速度相同

B.小球每次做不同的抛物线运动

C.小球下落相同高度在空中运动的时间均相同

D.小球通过相同的水平位移所用时间相同.

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【题目】如图所示,M为定滑轮,一根细绳跨过M,一端系着物体C,另一端系着一动滑轮N,动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体,已知B物体的质量为3kg,不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦,若C物体的质量为9kg,则关于C物体的状态下列说法正确的是(  )

A. A的质量取值合适,C物体有可能处于平衡状态

B. 无论A物体的质量是多大,C物体不可能平衡

C. A的质量足够大时,C物体不可能向上加速运动

D. A的质量取值合适,C物体可以向上加速也可以向下加速运动

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