探究电磁炮威力大小影响因素(学生研究性报告)

1、探究电磁炮威力大小影响因素（学生研究性报告）探究电磁炮威力大小影响因素组员；陈康迪，张权，何莎，陈蝮娟，罗琳，赵娇娇 指导教师；刘廷平探究电磁炮（线圈炮）威力大小影响因素一，提出背景。我们组的同学们最近对电磁炮产生的极大的兴趣，于是我们自己动手 做了一个电磁炮，可威力实在是太小了，经过调整现在已近很不错了。我 们在想如何才能使它的威力更大呢？它的威力大小与哪些因素有关呢？ 对于这些问题我们展开了激烈的探讨与精确的实验。%1. 电磁炮（线圈炮）基木原理；使电容瞬间放电产生极大的电流，电流经过线圈产生超强的磁场，从 而将炮弹（铁钻镰）吸出去。能量转换;电能f磁能f动能。%1. 作出假设。1 首先想

2、到的便是电压；电压对射程的影响应该会很大。2. 线圈匝数；毋庸质疑，线圈匝数对电磁炮的射程一定有影响，那影 响到底怎样呢？3. 炮弹质量；炮弹的质量对射程也有一定影响。4 炮弹的初始位置这个影响应该很大。5.当然还有许多其他因素如；摩擦，炮弹材料，炮管材料，炮弹长 度，线圈长度等。%1. 实验验证。实验道具；电磁炮，万用表，被子，铁钉，尺子，卷尺实验装置图；被子实验步骤；1, 根据探究的问题，改变相应的条件然后发射炮弹。（被子作用；炮 弹落地后使其不会弹跑，便于测量落地点。）2, 测量炮弹飞行距离。3, 填写表格电路图说明；插头直接插国家电网，经过二极管桥接将交流电转变为直流电给电容 充电，电

3、压表可看出已充入的电压的大小。然后断开充电开关，打开发射 开关，即可发射。1探究电压对电磁炮威力大小影响程度。注意事项； 本实验采用控制变量法，即只改变电压大小其他条件 均不变。 炮管以45度抛射角射出炮弹测量炮弹射程，即能反映 出电磁炮威力大小。 线圈匝数约为300匝。其他条件；线圈长度 4.5cm 线圈匝数300匝炮弹长度5cm 炮弹质量5g 电压 200v以下是实验数据 实验数据表明，随电压升高，射程明显增人。说明电压大小是提高电 磁炮威力的关键因素。理由；由电容电能公式w二1/2cu2和能量守恒定 律，电压越高转换的磁能就会越大相应的炮弹所获得的动能也会越大。2探究线圈匝数对电磁炮威力

4、影响程度。%1 本实验采用控制变量法，即只改变匝数其他条件均不变。炮管 以45度抛射角射出炮弹测量炮弹射程，即能反映出电磁炮威力大小。由于增加了线圈 匝数，那么线圈的电阻会变大，为了使电流不变那么电压也要相应的增大。 英他条件；线圈长度4.5cm 炮弹长度5cm 炮弹质 量5g电压200v (6)当然保证了线圈长度不变。以下是实验数据实验数据表明，匝数增加炮弹的威力也明显增加！但实际情况不可能 保证电流不变，而是电压恒定的。这种情况下如果一味着去增加线圈的匝 数那么电阻会增大，电流会减小，相应的电磁炮的威力也会减小很多。所以在电压恒定的情况下必须去寻找合适的匝数，这样才能达到最佳 效果。理由；

5、由磁场大小的公式计算：h二nl在这个公式中，i是流过螺线管的电流，n是单位长度内的螺线管圈数。 可看出磁场人小与线圈匝数和电流有关。磁场越大那么炮弹所获得的动能也就越大。3.探究炮弹质量对电磁炮威力大小的影响。%1 本实验采用控制变量法，即只改炮弹质量其他条件均不变。炮 管以45度抛射角射出炮弹测量炮弹射程，即能反映出电磁炮威力大小。炮弹长度随着质 量的增加而增加。其他条件；线圈长度4.5cm 线圈匝数300匝电压200v以下是实验数据实验数据表明；质量和炮弹的威力有关系，关系为在一定范围内质量 越大炮弹威力越大， 但如果质量太大炮弹的威力反而会减小。原因估 计；质量越大那么它所含的物质越多那

6、么磁场对它的作用力越大。但质量 越大相应的加速度会减小单位时间内所获得的速度会减小，速度小那么射程就会 变小。4探究炮弹的最适初始位置；本实验采用控制变量法，即只改变炮弹初始位置其他条件均不变。%1 炮管以45度抛射角射出炮弹%1 测量炮弹射程，即能反映岀电磁炮威力大小。%1 其他条件；线圈长度4.5cm 线圈匝数300匝炮弹长度5cm 炮 弹质量5g 电压200v实验数据表明；炮弹的初始位置和炮弹的威力有关系，关系为最适距 离为炮弹前端刚好与线圈末端齐平。（多次试验得到的结果）原因；太近则磁场对炮弹的作用时间短，使炮弹获得的动能少。太远 磁场会很弱，则对炮弹的作用力会很小，使炮弹所获得的动能

7、少。所以；需耍根据自己线圈、炮弹、电压等因素来决定。但总的来说使 炮弹前端刚好与线圈末端齐平为最适位置。5.探究摩擦，炮弹材料，炮管材料，炮弹长度，线圈长度等对电磁 炮的威力影响大小关系。这些应该对炮弹威力大小的影响程度比较小 to%1 炮弹材料，这个肯定是能受磁场明显作用的材料了，如铁、钻、%1 炮管材料，这个用金属的好比如说铜、铁 等。（实验数据，具体 为什么还需进一步研究。）%1 炮弹长度和线圈长度应该差不多为宜。%1 线圈直径与炮弹直径应该差不多为宜。%1. 结论。1.电压是电能的主要决定因素，所以提高电能才能使炮弹威力最好的 增大。2在电流一定的条件下线圈匝数越多，炮弹的威力也就会越

8、大。但实 际情况是电压一定。（我们在想使用电感器，会不会效果跟好？）3炮弹质量不能太大也不能太小，只有根据它的电压、线圈等因数自 己试验出最合适的质量。4炮弹的最适初始位子，使炮弹前端刚好与线圈末端齐平。%1. 心得。经过这次活动我们知道了有许多东西是需要自己去研究的，光靠别人 给你说是根本不知道未知事物到底是怎么样的。而且在实验过程中必须认 真地观察实验现象，并做如实的记录如果发现实验现象与实验理论不符合, 或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因，并细心重做实验.总之，这一次的实验让我们收获颇丰，同时也让我们发现了自身的不 足。在课堂上学得的，我们将其发挥到其他方面去，也将在今后的学习和 工作中不断提高，克服在学习，获得知识中遇到的障碍。在今后的学习， 工作中有更大的收获，在