
如圖,豎直面內(nèi)兩根光滑平行金屬導軌沿水平方向固定,其間安放金屬滑塊,滑塊始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強電流經(jīng)導軌、滑塊、另一導軌流回電源.同時電流在兩導軌之間形成較強的磁場(可近似看成勻強磁場),方向垂直于紙面,其強度與電流的大小關系為B=kI,比例常數(shù)k=2.5×10
-6T/A.已知兩導軌內(nèi)側間距l(xiāng)=1.5cm,滑塊的質量m=3.0×10
-2kg,滑塊由靜止開始沿導軌滑行S=5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0×10
3m/s(此過程可視為勻加速運動).求:
(1)發(fā)射過程中通過滑塊的電流強度;
(2)若電源輸出的能量有5%轉換為滑塊的動能,發(fā)射過程中電源的輸出功率;
(3)若滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在光滑水平面上的砂箱,它最終嵌入砂箱的深度為s.設砂箱質量M,滑塊質量為m,寫出滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式.