一. 做一個(gè)有趣的電磁炮

電磁炮是一種利用電流磁場(chǎng)產(chǎn)生的作用力驅(qū)動(dòng)炮彈加速運(yùn)動(dòng)的武器, 由于它具有無(wú)聲,無(wú)煙, 可控等特點(diǎn), 所以它己引起許多軍事科學(xué)家的興趣和重視., 右圖是用于教學(xué)演示的電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置, 其” 炮彈” 是放于上部線圈內(nèi)的一根縫衣針, 其下部是供給線圈電能的電源裝置, 合上開(kāi)關(guān)后, 縫衣針能飛向數(shù)米遠(yuǎn)的射擊目標(biāo)

為什么電源開(kāi)關(guān)合上后縫衣針會(huì)飛出呢?

這可以通過(guò)下面簡(jiǎn)單電磁炮的實(shí)驗(yàn)原理裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,圖中

K為單刀雙擲開(kāi)關(guān),C為容量較大的電解電容,L為電磁炮的驅(qū)動(dòng)線圈(自制), 實(shí)驗(yàn)時(shí)先將K扳向1, 使C處于充電狀態(tài), 然后將K扳向2, 這時(shí)C進(jìn)入放電狀態(tài), 電容C內(nèi)的約0.1庫(kù)的電量在1毫秒之內(nèi)通過(guò)L進(jìn)行放電, 形成瞬間強(qiáng)大放電流(近100A), 從而產(chǎn)生一個(gè)瞬態(tài)較大的磁場(chǎng)力, 使電磁炮管內(nèi)的縫衣針很快飛出.

電磁炮的驅(qū)動(dòng)線圈是用直經(jīng)0.5毫米的漆包線在外經(jīng)6毫米的空心玻璃管上亂繞50匝即可, 電磁炮的” 炮彈” 可用大頭針或細(xì)鐵絲替代.

實(shí)驗(yàn)時(shí)E取24V , C取4000微法, 大頭針一般可達(dá)0.3米,同學(xué)看你的實(shí)驗(yàn)效果能超過(guò)0.3米多少?

二關(guān)于電磁炮實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題與思考

1電磁炮實(shí)驗(yàn)中線圈L若與直流電源E直接相連能否使大頭針飛出? 為什么?

2大頭針在炮管內(nèi)的放置位置與射程是否有關(guān)? 你實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果大頭針針尖距L左端多少毫米為最佳?

3電源E的電壓高低, 與射程是否有關(guān)? 試一下并說(shuō)明其原因?

4電容器C的電容量與射程是否有關(guān)? 通過(guò)多個(gè)電容器并聯(lián)或串聯(lián)改變電容器的總?cè)萘吭囈幌律涑毯托Ч?/span>,并請(qǐng)分析和說(shuō)明其原因?