(1)由题设条件,炮弹水平方向受恒定磁场力作用,由动能定理有:
FB?S=mvm2-0
又安培力大小为 FB=BIL
即得:BILS=mvm2,
则得:B===55T
(2)由题知,当弹体被加速到最大速度时,磁场力有最大功率,则:
Pm=BIL?vm=55×10×2×104W=1.1×107W
答:(1)所加的匀强磁场磁感应强度是55T.
(2)发射炮弹过程中,磁场力的最大功率是1.1×107W.
在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力F=IdB,
炮弹的加速度为:a=
F
m …①.
炮弹做匀加速运动,有:v2=2aL…②
联立①②解得:a=4×105m/s2 I=6.0×105A
答:(1)炮弹的加速度为4×105m/s2.(2)通过导轨的电流I为6.0×105A.
(1)金属杆CD(含弹体)受到安培力作用,做加速运动的过程中,由动能定理有
BLIs=
1
2 mv 2
即 B=
m v 2
2LIs =
2.2× 10 -3 × (10× 10 3 ) 2
2×2×100×10 T=55T
(2)当弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km/s时,磁场力功率最大,则磁场力的最大功率为
P m =Fv=BLIV=55×2×10×10×10 3 W=1.1×10 7 W
答:(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为为55T.
(2)磁场力的最大功率为1.1×10 7 W.