解题思路:当有大的电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得v1速度时刻加速度为a,对炮弹和金属架受力分析利用牛顿第二定律列式;当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,说明炮弹和金属架受力平衡,列平衡,两式联立即可求解.
设运动中受总阻力Ff=kv2,炮弹与金属架在磁场和阻力合力作用下加速,
根据牛顿第二定律得:
获得v1速度时,BI1L−k
v21=(M+m)a…①
当炮弹速度最大时,有BI2L=k
v22…②
解得垂直轨道的磁感强度为B=
(M+m)a
v22
l(I1
v22−I2
v21).
答:垂直于轨道平面的磁感强度为:B=
(M+m)a
v22
l(I1
v22−I2
v21).
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;安培力.
考点点评: 本题实质上就是借助安培力问题考查了力与运动,因此解决这类题目的基本思路是对研究对象正确进行受力分析,弄清运动形式,然后依据相应规律求解.