做一个有趣的电磁炮

 

 一. 做一个有趣的电磁炮

电磁炮是一种利用电流磁场产生的作用力驱动炮弹加速运动的武器, 由于它具有无声,无烟, 可控等特点, 所以它己引起许多军事科学家的兴趣和重视., 右图是用于教学演示的电磁炮实验装置, 其” 炮弹” 是放于上部线圈内的一根缝衣针, 其下部是供给线圈电能的电源装置, 合上开关后, 缝衣针能飞向数米远的射击目标

为什么电源开关合上后缝衣针会飞出呢?

这可以通过下面简单电磁炮的实验原理装置进行实验研究,图中

K为单刀双掷开关,C为容量较大的电解电容,L为电磁炮的驱动线圈(自制), 实验时先将K扳向1, 使C处于充电状态, 然后将K扳向2, 这时C进入放电状态, 电容C内的约0.1库的电量在1毫秒之内通过L进行放电, 形成瞬间强大放电流(近100A), 从而产生一个瞬态较大的磁场力, 使电磁炮管内的缝衣针很快飞出.

电磁炮的驱动线圈是用直经0.5毫米的漆包线在外经6毫米的空心玻璃管上乱绕50匝即可, 电磁炮的” 炮弹” 可用大头针或细铁丝替代.

实验时E取24V , C取4000微法, 大头针一般可达0.3米,同学看你的实验效果能超过0.3米多少?

二关于电磁炮实验的问题与思考

1电磁炮实验中线圈L若与直流电源E直接相连能否使大头针飞出? 为什么?

 

2大头针在炮管内的放置位置与射程是否有关? 你实验研究结果大头针针尖距L左端多少毫米为最佳?

 

3电源E的电压高低, 与射程是否有关? 试一下并说明其原因?

 

4电容器C的电容量与射程是否有关? 通过多个电容器并联或串联改变电容器的总容量试一下射程和效果,并请分析和说明其原因?

 

 

5提高电磁炮射程除上述几种方法以外还可采用什么方法?