如图15-2-27是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块(即实验用弹丸).滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块再从另一导轨流回电流.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10-6 T/A.
图15-2-27
已知两导轨内侧间距l="1.5" cm，滑块的质量m="30" g，滑块沿导轨滑行5 m后获得的发射速度v="3.0" km/s(此过程视为匀加速运动).
(1)求发射过程中电源提供的电流；
(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
(3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s′.设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦，求滑块对砂箱平均冲击力的表达式.
如图所示，矩形线圈
绕
轴在磁感应强度为0.3T的匀强磁场中匀速转动.已知线圈的长和宽分别为0.1m和0.2m，线圈共有100匝.如果从图示位置开始计时，经0.5s线圈恰好转动90°，试问求：
⑴穿过线圈磁通量的变化量是多少？
⑵线圈中产生的平均感应电动势是多大？
⑶如果线圈的电阻为2Ω，则通过线圈的平均电流是多少？
一台电动机，它的额定电压是220V，电阻是0.5Ω，在正常工作时，通过这台电动机的电流强度是50A，当电动机正常工作时，试求：
⑴2s内电动机消耗的电能是多少？
⑵2s内电动机产生的电热是多大？
⑶2s内电动机输出的机械能是多大？
在磁感应强度为2.0T的匀强磁场中，放一条与磁场方向垂直的长度为0.5m的通电导线，导线中的电流为4.0A．这段导线在与磁场方向垂直的光滑绝缘水平面内，沿安培力的方向从静止开始移动了3.0m．试求：
⑴导线在磁场中受到的安培力大小；
⑵安培力对导线所做的功；
⑶导线获得的动能．
真空中有两个完全相同的带电小球，相距0.3m，它们的电荷量分别是＋2.0×10 - 9C和－4.0×10 - 9C，问：
⑴这两个电荷的相互作用力是引力还是斥力？
⑵这两个电荷的相互作用力为多大？
⑶当两电荷接触后再放回原处，这两个电荷的相互作用力又如何？
如图所示，一质量为m，带电荷量为+q的粒子以速度
从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强为E、方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方的c点，如图所示．粒子的重力不计，试求：
⑴圆形匀强磁场的最小面积．
⑵粒子在磁场中运动的时间.
⑶c点到b点的距离d．