探究電磁炮威力大小影響因素(學生研究性報告)

1、探究電磁炮威力大小影響因素（學生研究性報告）探究電磁炮威力大小影響因素組員；陳康迪，張權，何莎，陳蝮娟，羅琳，趙嬌嬌 指導教師；劉廷平探究電磁炮（線圈炮）威力大小影響因素一，提出背景。我們組的同學們最近對電磁炮產(chǎn)生的極大的興趣，于是我們自己動手 做了一個電磁炮，可威力實在是太小了，經(jīng)過調(diào)整現(xiàn)在已近很不錯了。我 們在想如何才能使它的威力更大呢？它的威力大小與哪些因素有關呢？ 對于這些問題我們展開了激烈的探討與精確的實驗。%1. 電磁炮（線圈炮）基木原理；使電容瞬間放電產(chǎn)生極大的電流，電流經(jīng)過線圈產(chǎn)生超強的磁場，從 而將炮彈（鐵鉆鐮）吸出去。能量轉換;電能f磁能f動能。%1. 作出假設。1 首先想

2、到的便是電壓；電壓對射程的影響應該會很大。2. 線圈匝數(shù)；毋庸質(zhì)疑，線圈匝數(shù)對電磁炮的射程一定有影響，那影 響到底怎樣呢？3. 炮彈質(zhì)量；炮彈的質(zhì)量對射程也有一定影響。4 炮彈的初始位置這個影響應該很大。5.當然還有許多其他因素如；摩擦，炮彈材料，炮管材料，炮彈長 度，線圈長度等。%1. 實驗驗證。實驗道具；電磁炮，萬用表，被子，鐵釘，尺子，卷尺實驗裝置圖；被子實驗步驟；1, 根據(jù)探究的問題，改變相應的條件然后發(fā)射炮彈。（被子作用；炮 彈落地后使其不會彈跑，便于測量落地點。）2, 測量炮彈飛行距離。3, 填寫表格電路圖說明；插頭直接插國家電網(wǎng)，經(jīng)過二極管橋接將交流電轉變?yōu)橹绷麟娊o電容 充電，電

3、壓表可看出已充入的電壓的大小。然后斷開充電開關，打開發(fā)射 開關，即可發(fā)射。1探究電壓對電磁炮威力大小影響程度。注意事項； 本實驗采用控制變量法，即只改變電壓大小其他條件 均不變。 炮管以45度拋射角射出炮彈測量炮彈射程，即能反映 出電磁炮威力大小。 線圈匝數(shù)約為300匝。其他條件；線圈長度 4.5cm 線圈匝數(shù)300匝炮彈長度5cm 炮彈質(zhì)量5g 電壓 200v以下是實驗數(shù)據(jù) 實驗數(shù)據(jù)表明，隨電壓升高，射程明顯增人。說明電壓大小是提高電 磁炮威力的關鍵因素。理由；由電容電能公式w二1/2cu2和能量守恒定 律，電壓越高轉換的磁能就會越大相應的炮彈所獲得的動能也會越大。2探究線圈匝數(shù)對電磁炮威力

4、影響程度。%1 本實驗采用控制變量法，即只改變匝數(shù)其他條件均不變。炮管 以45度拋射角射出炮彈測量炮彈射程，即能反映出電磁炮威力大小。由于增加了線圈 匝數(shù)，那么線圈的電阻會變大，為了使電流不變那么電壓也要相應的增大。 英他條件；線圈長度4.5cm 炮彈長度5cm 炮彈質(zhì) 量5g電壓200v (6)當然保證了線圈長度不變。以下是實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明，匝數(shù)增加炮彈的威力也明顯增加！但實際情況不可能 保證電流不變，而是電壓恒定的。這種情況下如果一味著去增加線圈的匝 數(shù)那么電阻會增大，電流會減小，相應的電磁炮的威力也會減小很多。所以在電壓恒定的情況下必須去尋找合適的匝數(shù)，這樣才能達到最佳 效果。理由；

5、由磁場大小的公式計算：h二nl在這個公式中，i是流過螺線管的電流，n是單位長度內(nèi)的螺線管圈數(shù)。 可看出磁場人小與線圈匝數(shù)和電流有關。磁場越大那么炮彈所獲得的動能也就越大。3.探究炮彈質(zhì)量對電磁炮威力大小的影響。%1 本實驗采用控制變量法，即只改炮彈質(zhì)量其他條件均不變。炮 管以45度拋射角射出炮彈測量炮彈射程，即能反映出電磁炮威力大小。炮彈長度隨著質(zhì) 量的增加而增加。其他條件；線圈長度4.5cm 線圈匝數(shù)300匝電壓200v以下是實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明；質(zhì)量和炮彈的威力有關系，關系為在一定范圍內(nèi)質(zhì)量 越大炮彈威力越大， 但如果質(zhì)量太大炮彈的威力反而會減小。原因估 計；質(zhì)量越大那么它所含的物質(zhì)越多那

6、么磁場對它的作用力越大。但質(zhì)量 越大相應的加速度會減小單位時間內(nèi)所獲得的速度會減小，速度小那么射程就會 變小。4探究炮彈的最適初始位置；本實驗采用控制變量法，即只改變炮彈初始位置其他條件均不變。%1 炮管以45度拋射角射出炮彈%1 測量炮彈射程，即能反映岀電磁炮威力大小。%1 其他條件；線圈長度4.5cm 線圈匝數(shù)300匝炮彈長度5cm 炮 彈質(zhì)量5g 電壓200v實驗數(shù)據(jù)表明；炮彈的初始位置和炮彈的威力有關系，關系為最適距 離為炮彈前端剛好與線圈末端齊平。（多次試驗得到的結果）原因；太近則磁場對炮彈的作用時間短，使炮彈獲得的動能少。太遠 磁場會很弱，則對炮彈的作用力會很小，使炮彈所獲得的動能

7、少。所以；需耍根據(jù)自己線圈、炮彈、電壓等因素來決定。但總的來說使 炮彈前端剛好與線圈末端齊平為最適位置。5.探究摩擦，炮彈材料，炮管材料，炮彈長度，線圈長度等對電磁 炮的威力影響大小關系。這些應該對炮彈威力大小的影響程度比較小 to%1 炮彈材料，這個肯定是能受磁場明顯作用的材料了，如鐵、鉆、%1 炮管材料，這個用金屬的好比如說銅、鐵 等。（實驗數(shù)據(jù)，具體 為什么還需進一步研究。）%1 炮彈長度和線圈長度應該差不多為宜。%1 線圈直徑與炮彈直徑應該差不多為宜。%1. 結論。1.電壓是電能的主要決定因素，所以提高電能才能使炮彈威力最好的 增大。2在電流一定的條件下線圈匝數(shù)越多，炮彈的威力也就會越

8、大。但實 際情況是電壓一定。（我們在想使用電感器，會不會效果跟好？）3炮彈質(zhì)量不能太大也不能太小，只有根據(jù)它的電壓、線圈等因數(shù)自 己試驗出最合適的質(zhì)量。4炮彈的最適初始位子，使炮彈前端剛好與線圈末端齊平。%1. 心得。經(jīng)過這次活動我們知道了有許多東西是需要自己去研究的，光靠別人 給你說是根本不知道未知事物到底是怎么樣的。而且在實驗過程中必須認 真地觀察實驗現(xiàn)象，并做如實的記錄如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與實驗理論不符合, 或者測試結果出現(xiàn)異常,就應該認真檢查原因，并細心重做實驗.總之，這一次的實驗讓我們收獲頗豐，同時也讓我們發(fā)現(xiàn)了自身的不 足。在課堂上學得的，我們將其發(fā)揮到其他方面去，也將在今后的學習和 工作中不斷提高，克服在學習，獲得知識中遇到的障礙。在今后的學習， 工作中有更大的收獲，在