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電磁炮是利用磁場對電流的作用力
題目

電磁炮是利用磁場對電流的作用力,把電能轉(zhuǎn)變成機械能,使炮彈發(fā)射出去的。如圖所示,把兩根長為s,互相平行的銅制軌道放在磁場中,軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈,炮彈架在長為l,質(zhì)量為M的金屬桿上,當有大的電流I1通過軌道和炮彈時,炮彈與金屬架在磁場力的作用下,獲得速度v1時刻的加速度為a。當有大的電流I2通過軌道和炮彈時,炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道,設(shè)炮彈運動過程中受到的阻力與速度的平方成正比,求垂直于軌道平面的磁感應強度多大?

可圈可點用戶
2021-03-17 13:24
優(yōu)質(zhì)解答

答案

解:設(shè)運動中受總阻力Ff=kv2,炮彈與金屬架在安培力和阻力合力作用下加速,根據(jù)牛頓第二定律
獲得v1速度時,BI1l-kv12=(M+m)a  ①
當炮彈速度最大時,有BI2l=kv22 ②
解①②得垂直軌道的磁感應強度為 

知識點

牛頓運動定律的應用的定義

牛頓運動定律的應用:

1、牛頓運動定律

牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達式F

=ma。

牛頓第三定律:兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。

2、應用牛頓運動定律解題的一般步驟

①認真分析題意,明確已知條件和所求量;

②選取研究對象,所選取的研究對象可以是一個物體,也可以是幾個物體組成的系統(tǒng),同一題,根據(jù)題意和解題需要也可先后選取不同的研究對象;

③分析研究對象的受力情況和運動情況;

④當研究對對象所受的外力不在一條直線上時;如果物體只受兩個力,可以用平行四力形定則求其合力;如果物體受力較多,一般把它們正交分解到兩個方向上,分別求合力;如果物體做直線運動,一般把各個力分解到沿運動方向和垂直運動方向上;

⑤根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式列方程,物體所受外力,加速度、速度等都可以根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負值代公式,按代數(shù)和進行運算;

⑥求解方程,檢驗結(jié)果,必要時對結(jié)果進行討論。

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可圈可點用戶
2021-03-17 18:24
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