我国电磁推进技术研发遥遥领先，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。某兴趣小组设计了一种火箭电磁弹射装置，简化原理如图所示，它由两根竖直金属导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的金属杆PQ）和电源组成闭合回路。电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定，方向如图中所示。弹射装置处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小与电流成正比，比例系数为k（k为常量）。火箭稳定静止在绝缘停靠平台后，接通电源，当火箭上升到导轨顶端时与金属杆分离，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，导轨间距为，重力加速度为g。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）金属杆所受的安培力F。（2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系。（3）电源输出电压U与运动时间t的关系及整个弹射过程电源输出的能量W。

1. 我国电磁推进技术研发遥遥领先，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。某兴趣小组设计了一种火箭电磁弹射装置，简化原理如图所示，它由两根竖直金属导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的金属杆PQ）和电源组成闭合回路。电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定，方向如图中所示。弹射装置处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小与电流成正比，比例系数为k（k为常量）。火箭稳定静止在绝缘停靠平台后，接通电源，当火箭上升到导轨顶端时与金属杆分离，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，导轨间距为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。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）金属杆所受的安培力F。

（2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系。

（3）电源输出电压U与运动时间t的关系及整个弹射过程电源输出的能量W。

【考点】

闭合电路的欧姆定律; 安培力的计算;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

解答题困难

1. 如图所示，在磁感应强度B=1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E=12V，内阻不计。ab杆长L=0.5m，质量m=0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。要使ab杆在滑轨上保持静止，求：(g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)

（1）滑动变阻器R的最大阻值；

（2）滑动变阻器R的最小阻值．

解答题容易

2. 如图所示，水平导轨间距为 $\text{[math]}$ ，导轨电阻忽略不计，导体棒 $\text{[math]}$ 的质量 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，与导轨接触良好；电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ；外加匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ，方向垂直于导轨平面。 $\text{[math]}$ 与导轨间动摩擦因数为 $\text{[math]}$ （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，细线对 $\text{[math]}$ 的拉力为水平方向，重力加速度 $\text{[math]}$ 处于静止状态。求：

（1）通过 $\text{[math]}$ 的电流方向和大小；

（2） $\text{[math]}$ 受到的安培力大小和方向；

（3）重物重力 $\text{[math]}$ 的最大值；

解答题容易

3. 如图所示的电路中，电源的电动势为E=20V，G为一满偏电流为 $\text{[math]}$ 的小量程电流表，R为一电阻箱（0~9999.9Ω），当调节其阻值为20Ω时，电阻箱R两端的电压为5V，电流表G的示数为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）电流表G的内阻 $\text{[math]}$ ；

（2）电源的内阻r。

解答题容易