Question

【題目】電磁軌道炮是利用磁場對通電導體的作用使炮彈加速的，其原理示意圖如圖所示，圖中直流電源電動勢為E，電容器的電容為C，兩根固定的平行金屬導軌間距為d長度為l，導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大少為B的勻強磁場（圖中未畫出）， 炮彈可視為質量為m，電阻為R的金屬棒MN，垂直放在兩導軌間的最左端并處于靜止狀態，開關S接1，使電容器完全充電，然后將開關S接至2，MN開始向右加速運動。在MN沿導軌運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，請說明：

(1)開關S接至2后的發射炮彈過程中，電容器中原來儲存的電能將轉化為哪些能量?

(2)在電源電動勢E一定的條件下要想提高炮彈射出時的速度，可以采取哪些措施？

Answer 1

【答案】(1) 炮彈的動能；炮彈與導軌摩擦產生的內能；炮彈對空氣的摩擦和擠壓產生的內能：電流通過導軌和炮彈產生的焦耳熱；電路中電流變化向外輻射的電磁能(2) 減小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。

【解析】

(1)炮彈的動能；炮彈與導軌摩擦產生的內能；炮彈對空氣的摩擦和擠壓產生的內能：電流通過導軌和炮彈產生的焦耳熱；電路中電流變化向外輻射的電磁能。

(2)減小m；增大B；增大d；增大l；增大C等。