探究电磁炮威力大小影响因素(学生研究性报告)

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1、探究电磁炮威力大小影响因素组员；陈康迪，张权，何莎，陈嫚娟，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。二．电磁炮（线圈炮）基本原理；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·钴·镍）吸出去。能量转换;电能→磁能→动能。三．作出假设。1.首先想到的便是电压；电压对射程的

2、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。四．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；炮管线圈45º炮弹（铁钉）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，填写表格实验电路图；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

3、为直流电给电容充电，电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；①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。②炮管以45度抛射角射出炮弹③测量炮弹射程，即能反映出电磁炮威力大小。④线圈匝数约为300匝。⑤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次数射程电压12345平均值50V0.2m0.15m0.25m0.2m0.2m0.2m100V1.2m1.1m1.2m1.2m1.0m1.18m150V5.4m6m5.

4、4m5.5m6.3m5.72m200V9.6m10.2m9.8m10.0m10.2m9.96m220V12.2m12.5m12.0m12.0m13.0m12.34m实验数据表明，随电压升高，射程明显增大。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=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。②炮管以45度抛射角射出炮弹③测量炮弹射程，即能反映出电磁炮威力大小。④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

5、变那么电压也要相应的增大。⑤其他条件；线圈长度4.5cm·炮弹长度5cm·炮弹质量5g·电压200v⑥当然保证了线圈长度不变。以下是实验数据试验次数匝数电压射程1234平均值50匝25V0.1m0.1m0.1m0.1m0.1m100匝50V0.5m0.4m0.5m0.6m0.5m200匝100V1.8m2.1m2.1m2.0m2.0m400匝200V9.2m9.8m9.5m9.2m9.425m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

6、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；由磁场大小的公式计算：H=nI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。可看出磁场大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。②炮管以45度抛射角射出炮弹③测量炮弹射程，即能反映出电磁炮威力大小。④炮弹长度随着质量的增加而增加。⑤其他条件；线圈长度4.5cm·线圈匝数300匝·电压200v以下是实验数据试验次数射程质量长度1234平均值2g2c

7、m8.4m9.3m9m8.1m8.7m4g4cm10.8m12m10.8m11.1m11.175m6g6cm8.7m9m9.9m9.6m9.3m8g8cm7.2m7.5m6.6m7.8m7.275m10g10cm6m6m6.3m6m6.075m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；①本实验采用控制变量法，即只改变炮弹初

8、始位置其他条件均不变。②