一、電磁炮的原理是什么?

位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)線在通電磁炮原理示意圖電時(shí)會(huì)受到一個(gè)力的推動(dòng)，同時(shí)，如果讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線上也會(huì)產(chǎn)生電流。這就是著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。正是根據(jù)這一定律人們發(fā)明了現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，它也是電磁炮的基本原理，或者說(shuō)，電磁炮不過(guò)是一種比較特殊的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子不是旋轉(zhuǎn)的，而是作直線加速運(yùn)動(dòng)的炮彈。 那么如何產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)炮彈的磁場(chǎng)，并讓電流經(jīng)過(guò)炮彈，使它獲得前進(jìn)的動(dòng)力呢？一個(gè)最簡(jiǎn)單的電磁炮設(shè)計(jì)如下：用兩根導(dǎo)體制成軌道，中間放置炮彈，使電流可以通過(guò)三者建立回路。把這個(gè)裝置放在磁場(chǎng)中，并給炮彈通電，炮彈就會(huì)加速向前飛出。在1980年，美國(guó)西屋公司為“星球大戰(zhàn)”建造的實(shí)驗(yàn)電磁炮基本就是這樣的結(jié)構(gòu)。它把質(zhì)量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米。如果是在真空中，這個(gè)速度還可提高到每秒8~10千米，這已經(jīng)超過(guò)了第一宇宙速度，具備了作為一種新型航天發(fā)射裝置的理論資格。

二、電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器，它的主要原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體）

（1）由題設(shè)條件，炮彈水平方向受恒定磁場(chǎng)力作用，由動(dòng)能定理有：

? FB?S=mvm2-0

又安培力大小為? FB=BIL

即得：BILS=mvm2，

則得：B===55T

（2）由題知，當(dāng)彈體被加速到最大速度時(shí)，磁場(chǎng)力有最大功率，則：

? Pm=BIL?vm=55×10×2×104W=1.1×107W

答：（1）所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度是55T．

（2）發(fā)射炮彈過(guò)程中，磁場(chǎng)力的最大功率是1.1×107W．

三、電磁炮的發(fā)展過(guò)程是怎樣的？

早在19世紀(jì)，科學(xué)家就已發(fā)現(xiàn)了電磁力。后來(lái)，許多國(guó)家做了相關(guān)的研究，但沒(méi)有取得進(jìn)展。直至20世紀(jì)70年代，與電磁發(fā)射有關(guān)的技術(shù)才取得了重大進(jìn)展。2010年12月12日，美國(guó)研發(fā)的強(qiáng)力武器電磁軌道炮離成功再邁進(jìn)一步。海軍在試射中，將電磁炮以音速5倍的極速，擊向200千米外目標(biāo)，射程為海軍常規(guī)武器的10倍，而且破壞力驚人，是試射的最佳成果。

美軍希望在8年內(nèi)進(jìn)行海上實(shí)測(cè)，并于2025年前正式配備于軍艦上。

由此可見(jiàn)，電磁炮可能會(huì)成為未來(lái)的新式武器，從而代替火藥火炮。

四、電磁炮的組成結(jié)構(gòu)

電磁炮利用電磁力（洛侖茲力）沿導(dǎo)軌發(fā)射炮彈的武器。它主要由能源、加速器、開(kāi)關(guān)三部分組成。能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的裝置。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發(fā)電機(jī)，其中單極發(fā)電機(jī)是最有前途的能源。

加速器是把電磁能量轉(zhuǎn)換成炮彈動(dòng)能，使炮彈達(dá)到高速的裝置。主要有：使用低壓直流單極發(fā)電機(jī)供電的軌道炮加速器和離散或連續(xù)線圈結(jié)構(gòu)的同軸同步加速器兩大類。開(kāi)關(guān)是接通能源和加速器的裝置，能在幾毫秒之內(nèi)把兆安級(jí)電流引進(jìn)加速器中，其中的一種是由兩根銅軌和一個(gè)可在其中滑動(dòng)的滑塊組成。