1.  某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置,简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比,比例系数为kk为常量)。接通电源,火箭和金属杆PQ一起由静止起沿导轨以大小等于g的加速度匀加速上升到导轨顶端,火箭与金属杆分离,完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M , 分离时速度为v0 , 金属杆电阻为R , 回路电流为I。金属杆与导轨接触良好,不计空气阻力和摩擦,不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中,求:

(1) 金属杆PQ的长度L
(2) 金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系;
(3) 恒流电源的输出电压U与运动时间t的关系;
(4) 整个弹射过程电源输出的能量W
【考点】
安培力; 电功率和电功; 闭合电路的欧姆定律; 导体切割磁感线时的感应电动势;
【答案】

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