2022年,我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面,导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨接触良好,电流从一导轨流入,经过金属棒,再从另一导轨流回,图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度
B与电流
i的关系式为
![](https://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmi%3EB%3C%2Fmi%3E%3Cmo%3E%3D%3C%2Fmo%3E%3Cmi%3Ek%3C%2Fmi%3E%3Cmi%3Ei%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
(
k为常量)。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时,回路中的电流由
I变为
![](https://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmn%3E2%3C%2Fmn%3E%3Cmi%3EI%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
。已知两导轨内侧间距为
L , 每一级区域中金属棒被推进的距离均为
s , 金属棒的质量为
m。求:
![](http://tikupic.21cnjy.com/2023/07/03/82/1f/821feca202c509407e765b6a8ca9b513_326x305.png)