如圖,豎直面內(nèi)兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定,其間安放金屬滑塊,滑塊始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強(qiáng)電流經(jīng)導(dǎo)軌、滑塊、另一導(dǎo)軌流回電源.同時(shí)電流在兩導(dǎo)軌之間形成較強(qiáng)的磁場(可近似看成勻強(qiáng)磁場),方向垂直于紙面,其強(qiáng)度與電流的大小關(guān)系為B=kI,比例常數(shù)k=2.5×10
-6T/A.已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm,滑塊的質(zhì)量m=3.0×10
-2kg,滑塊由靜止開始沿導(dǎo)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(yùn)動(dòng)).求:
(1)發(fā)射過程中通過滑塊的電流強(qiáng)度;
(2)若電源輸出的能量有5%轉(zhuǎn)換為滑塊的動(dòng)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(shè)砂箱質(zhì)量M,滑塊質(zhì)量為m,寫出滑塊對砂箱平均沖擊力的表達(dá)式.