Question

2006年3月7日美國《國防工業日報》報道，BAE公司武器系統分部將利用合同資金550萬美元，為美海軍設計和生產32兆焦實驗型小尺寸電磁炮.預計將于2007年完成.電磁炮是一種理想的兵器，其原理圖如右圖，把待發炮彈（導體）放置在強磁場中的兩平行導軌上，給導軌通以大電流，使炮彈在安培力作用下沿導軌加速滑行，并以某一速度發射出去.若軌道寬L=2 m，長s=500 m，通過的電流I=20 A，導軌間所加勻強磁場的磁感應強度B=55 T，彈體質量（包括金屬桿）m=22 g，則：

（1）電磁炮離開導軌時的最大速度是多大？

（2）安培力做功的最大功率是多大？

Answer 1

（1）10 km/s （2）2.2×10⁷ W

解析:

（1）電磁炮所受的安培力F=BIL，對電磁炮滑動過程用動能定理：

Fs=mv²,即BILs=mv²

v= m/s=10⁴ m/s=10 km/s.

(2)安培力做功的最大功率：

P=BILv=55×20×2×10⁴ W=2.2×10⁷ W.