高考物理100考点最新模拟题（磁场）精选试题 专题14 磁动力的运用解析版 含解析.doc

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1、100考点最新模拟题（磁场）精选训练14第九部分磁场十四．磁动力的运用一．选择题1．（2011·新课标理综）电磁轨道炮工作原理如题图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到的安培力在作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加到原来的2倍C．只将弹体质

2、量减小到原来的一半D．将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变，【参考答案】BD二．计算题1.（2016·浙江联考）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点.如题图是“电磁炮”的原理结构示意图.光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2m.在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102T.“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4Ω.可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射.在某次试验发射时，

3、电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103A，不计空气阻力.求：（1）弹体所受安培力大小；（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量；（4）请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射.2.电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的．如图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属杆上，当有大的电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获

4、得v1速度时刻加速度为a，当有大的电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，求垂直于轨道平面的磁感强度多大？（设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比）．【名师解析】设运动中受总阻力，炮弹与金属架在磁场力和阻力的合力作用下加速，获得v1速度时，根据牛顿第二定律得：…①当炮弹速度最大时，有…②解得垂直轨道的磁感强度为：B=．3.（2005·北京）题图是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）.滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始

5、终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）.（1）求发射过程中电源提供的电流强度（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压

6、各是多大？（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s'.设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦.求滑块对砂箱平均冲击力的表达式.电源ls'm（3）分别对砂箱和滑块用动能定理，有fsM＝MV2f'sm=mV2－mv2由牛顿第三定律，f=－f'，根据相对运动，sm=sM+s'，由动量守恒：mv=(m+M)V，联立求得fs'=·mv2.故平均冲击力f=·.4.（2007·海南）据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如题7-2图所示.炮弹（可视为

7、长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离w=0.10m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响.【名师解析】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为　　　　Ｆ＝Iw

8、B①设炮弹的加速度的大小为a，则有因而　　　　　　F=ma②炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v2=2aL　　　　　　　　　　　③　　联立①②③式得　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④代入题给数据得：I=0.6×105A.⑤5.（2008·天津）磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具．它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻