Question

【題目】2019年12月18日，我國首艘自主建造的國產航母山東艦入列服役，我國也成了雙航母國家。艦載機是航空母艦的主要武裝力量，其性能決定航空母艦的戰斗力。艦載機在起飛的過程中，光靠自身發動機噴氣不足以在飛行甲板的短距離上達到足夠的速度，如果安裝輔助起飛的電磁彈射系統（如圖甲所示）就能達到要求。電磁彈射系統的一種設計可簡化為如圖乙所示情境，圖中MN、PQ是光滑平行金屬直導軌（電阻忽略不計），AB是電磁彈射車。當M、P兩端加載恒定電壓時，在回路PBAM中就會有電流，電流產生的磁場對彈射車施加磁場力的作用，從而帶動艦載機由靜止開始向右加速起飛。關于該系統，下列說法正確的是（　　）

A.MN、PQ間的磁場是勻強磁場

B.彈射車做勻加速直線運動

C.彈射車的動能與電壓的大小成正比

D.在M、P兩端加載交變電壓，電磁彈射系統不能正常工作

Answer 1

【答案】B

【解析】

AB．根據左手定則可知兩根相互平行的水平導軌內存在豎直向上的磁場，在平行的水平導軌內排列許多個小矩形磁場模塊，當彈射車接觸小矩形磁場模塊時，通過M、P兩端加載恒定電壓為彈射車提供瞬間能量，離開后斷電，不計模塊與模塊間切換時間，通過小矩形磁場模塊能保證彈射車全過程做勻加速運動，所以MN、PQ間的磁場不是勻強磁場，故A錯誤，B正確；

C．設當M、P兩端加載恒定電壓時，電磁彈射車的電阻為，平行的水平導軌的寬度為，電磁彈射車沿水平導軌的運動的位移為，則有彈射車受到的安培力為

根據動能定理則有

由于M、P兩端加載恒定電壓，由此可知當電磁彈射車的電阻、水平導軌的寬度和磁場大小一定時，彈射車的動能隨電磁彈射車沿水平導軌的運動的位移大小增大而增大，故C錯誤；

D．在M、P兩端加載交變電壓時，在平行的水平導軌內排列許多個小矩形磁場模塊，小矩形磁場模塊中的磁場方向周期性改變，且交變電壓的周期等于小矩形磁場模塊中的磁場方向周期，可以使電磁彈射系統能正常工作，故D錯誤；

故選B。