(1)最大速度是多少;
(2)這一過程所用時間為多長.
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下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(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;瑝K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=2.5×10-6T/A。
已知兩導軌內(nèi)側(cè)間距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強度。
(2)若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)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。
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