Question

【題目】電磁彈射就是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運動，電磁彈射的主要應用范 圍是大載荷的短程加速，在軍事上比較典型的是航空母艦上的艦載飛機起飛彈射。如圖甲為艦載機起飛示意圖，艦載機在自身推力和磁懸浮電磁彈射車水平推力的作用下達到起飛速度。電磁彈射軌道可簡化為圖乙所示放在水平面上的平行金屬導軌，導軌間充滿豎直向上的勻強磁場，電流通過磁懸浮電磁彈射車時在安培力作用下推動艦載機加速運動。已知某艦載機質量m=3.0104kg，發動機提供的推力為3.0105N (設推力保持不變)，艦載機運動時所受阻力恒為艦載機重的0.1倍，無電磁彈射系統時艦載機滑行200m達到起飛速度。當加裝電磁彈射系統后，電磁軌道間距d=2m，勻強磁場磁感強度B=10T，航空母艦提供 給電磁彈射系統的電流I=4.5103A，不計磁懸浮電磁彈射車的質量和其它能量損耗，g取10m/s2。求：

(1)電磁彈射系統使艦載機增加了多大的動力？

(2)使用電磁彈射裝置后該艦載機滑行多遠就能達到起飛速度？

Answer 1

【答案】(1)(2)150m

【解析】

(1)艦載機受到的安培力大小為：

；

(2)在無電磁彈射系統時，運動過程中受到推力和阻力，根據動能定理可得：

在電磁彈射系統時，運動過程中受到推力，安培力和阻力，根據動能定理可得：

，

其中：

，

聯立解得：

。