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北京市第一中学 郭月秋
安培力的应用
高考一轮专题复习
如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距L=0.4m，上面有一金属棒PQ垂直导轨放置，并处于竖直向上匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=5T，金属棒PQ质量为m=1kg，它与轨道间的动摩擦因数为μ=0.2。与导轨相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=1.0Ω，电阻R =8.0Ω，其他电阻不计。闭合开关S后，金属棒PQ仍然静止不动（g取10m/s2）。求： （1）闭合电路中电流的大小； （2）画出金属棒PQ的受力示意图；（3）金属棒PQ所受安培力的大小； （4）金属棒PQ所受的摩擦力的大小；（5）欲使金属棒PQ获得向右2m/s2的加速度可采用哪些办法？
例 1
小组活动1.讨论并完成（1）-（4）题；2.展示交流并回答其他小组的提问；3.共同讨论交流第（5）题的可行办法。
1982年，澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置（它的主要原理如图所示），它能将质量m=3g重的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6000m/s（常规炮弹的速度约为2000m/s）。若轨道宽L=2m，长为x=100m，通以恒定电流I=10A（不计轨道摩擦）。求：（1）弹体加速到6000m/s时获得的动能。（2）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度。（3）安培力的最大功率。（4）电磁炮已具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格。已知航天员只能承受大约3倍重力加速度的长时间加速，试通过计算分析电磁发射载人航天器是否可行。
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