电磁炮电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器，用强迫储能器代替常规电源，它能在极短时间内释放所储存的电能。如图所示，光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，电磁炮的弹体总质量，其能为加速弹体提供恒定电流，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。

1. 电磁炮

电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器，用强迫储能器代替常规电源，它能在极短时间内释放所储存的电能。如图所示，光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为 $\text{[math]}$ 。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，电磁炮的弹体总质量 $\text{[math]}$ ，其能为加速弹体提供恒定电流 $\text{[math]}$ ，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。

(1) 在某一次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为N；将弹体从静止加速到10m/s，轨道至少要有m。

(2) 如图所示，强迫储能器可以拆解成虚线框内的结构。开关S先接1，使平板电容器充电，电压充到为 $\text{[math]}$ 时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。

（1）上述过程中

A．电容器的上端为正极 B．电容器的下端为正极

C．平行导轨间距越小，飞机能获得的加速度将越大 D．平行导轨间距越小，飞机能获得的加速度将越小

（2）若整个充放电过程，计算机记录了流进（和流出）电容器的电流I与时间t变化的图像，如图。阴影部分的面积分别为A₁和A₂ ，则

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$

（3）若弹体在轨道间的电阻 $\text{[math]}$ ，强迫储能器的等效内阻 $\text{[math]}$ ，则储能器内部电压 $\text{[math]}$ 与弹体两端电压 $\text{[math]}$ 之比为

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

(3) 若 $\text{[math]}$ 的该弹体以 $\text{[math]}$ 去撞击静止在轨道上 $\text{[math]}$ 的刚性物，假设为一维碰撞，且弹体和刚性物均不破裂。碰撞后弹体的速度为 $\text{[math]}$ ，刚性物的速度为 $\text{[math]}$ ，则下列数据可能的是（　　） A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

【考点】

电容器及其应用; 动能定理的综合应用; 碰撞模型; 安培力的计算;

【答案】

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