Question

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(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射．在發射過程中，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．

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

(1)求發射過程中電源提供的電流強度；

(2)若電源輸出的能量有4％轉換為滑塊的動能，則發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．設砂箱質量為M，滑塊質量為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．

Answer 1

答案：