2.1线圃电磁炮实验

电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。下面我们尝试利用所学的知识与技能，做一个简易版的电磁炮：

1、电路图：电路分为两部分：充电电路，发射（放电）电路

2、桥式整流电路

桥式整流电路利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。桥式整流电路的工作原理如下：E2为正半周时，对D1、D3加正向电压，D1、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成E2、D1、Rfz 、D3通电回路，在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成E2、D2、Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。  

3、发射线圈

当发射线圈a中通过一个上升电流i0时，发射线圈周围的磁场强度也会上升，导致通过弹体b的磁通量增加。由楞次定律可知弹体b中会产生感应电流i1，且i1产生的磁场阻碍弹体b中的磁通量继续增加。所以弹体b与线圈a磁场方向相反，它们相互排斥，由于线圈固定，所以弹体向着力方向加速前进线圈通入一个脉冲电流（由电容提供），加速弹丸，弹丸依靠惯性射出线圈，经过很多圈后，弹丸可以获得一个很高的速度。

2.2实验材料：

0.3mm漆包线，用途：制作发射线圈

单刀双掷开关，用途：连接电容与充电电路和发射电路

450V1000μF电容，用途：储存电能

1000Ω电阻，用途：防止发射电路中电流过大

热熔胶，用途：固定元件

绝缘胶带，用途：连接导线与元件并提高安全性

502胶水，用途：固定发射线圈

1N5408二极管（6个），用途：构成充电电路和发射电路

4.5毫米耐高温铜镀锡硅胶线，用途：连接元件

工具：直角尺、手锯、锉刀、剪刀、刨子、钳子。

2.3实验过程注意事项

线路连接应整齐美观、漆包线与导线连接处涂层要刮掉、电容使用或者检测前

需要先放电。

实验中采用的是电磁炮中磁阻式线圈炮，其工作原理是通过线圈通电瞬间产生

磁场，吸引管道口放置的铁钉，并不断加速。最后利用惯性飞出线圈，发射出去。电磁炮本质上都是运用了电磁感应原理。

3. 课题报告

课题实际取得的成果：

通过本次的调查分析，我总结出：电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进武器。近年来，我国电磁发射技术的研究取得重大进展，在航空母舰电磁弹射器、电磁炮等军事前沿领域中应用研究正在紧锣密鼓的进行。电磁发射技术中蕴含着丰富的电磁学基础知识，本次报告将介绍电磁炮的原理与实验，认识电磁炮的主要组成部分，了解电磁炮所蕴含的物理学基本原理，领会电磁发射技术中的能量转化规律，掌握电磁感应、楞次定律、电容串并联、能量守恒的基本物理知识。

4. 结果与分析

电磁炮目前已在军事上发展并应用。电磁炮的速度，精准度与打击效果是传统火炮无法比拟的。电磁炮发射的弹药仅仅是金属球，里面无需任何装药，就能打出很漂亮的威力。这种实心弹丸不但大大降低了生产成本，也降低了维护成本与运输风险，仅用25k dollar，就可以打出连300k dollar的常规炮弹都不容易打出的效果。不仅如此，与常规火炮比较，火炮发射药产生每焦耳能量需要约10 dollar，而电磁炮只需要0.1 dollar。常规的化学发射药根本无法把弹丸加速到2000m/s的速度以上，而电磁炮的初速甚至是2000m/s起步。伴随着高射速来的，自然就是高射程——100英里的射程，不考虑精准度的情况下，已然媲美火箭增程制导炮弹，虽然我国在电磁炮领域起步较晚，但进步却十分迅速，且屡屡取得突破性进展，近几年我国就将电磁炮成功搭载在936号坦克登陆舰上，这无疑向外界透露我国在电磁炮技术领域取得了重大成功。 只要继续这样保持下去，相信我国能成为全球第一个正式装备服役电磁炮的国家，未来可期！