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如圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖。兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（實驗用彈丸）。滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導軌流回電源。滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=KI，比例常量K=。已知兩導軌內(nèi)側間L=1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）

   （1）求發(fā)射過程中電源提供的電流。

   （2）若電源的輸出能量有4%轉化為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？

   （3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′。設砂箱質(zhì)量為M，滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式。

如圖14是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）.滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.

圖14

已知兩導軌內(nèi)側間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質(zhì)量m=30 g，滑塊沿導軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s（此過程視為勻加速運動）.

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流；

（2）若電源輸出的能量有4%轉化為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大；

（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′,設砂箱質(zhì)量為M,滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.

如圖15-2-27是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸).滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊再從另一導軌流回電流.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10^-6 T/A.

圖15-2-27

已知兩導軌內(nèi)側間距l(xiāng)=1.5 cm，滑塊的質(zhì)量m=30 g，滑塊沿導軌滑行5 m后獲得的發(fā)射速度v=3.0 km/s(此過程視為勻加速運動).

(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流；

(2)若電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？

(3)若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s′.設砂箱質(zhì)量為M，滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦，求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.