手把手带你制作电磁炮

在诸多电影中电磁炮都被赋予上神器是光环，这被视为神器的电磁炮到底是如何去运行的？其实也并不那么神秘。今天这里给大家科普一些电磁炮的知识。并且聊一聊简易电磁炮系统的制作以及用到的材料。是的，你个人可以很容易的完成简易电磁炮系统的制作。

第一个问题：电能如何转化为动能

根据不同的原理和结构，可以将电磁炮所用的磁场力分为如下几种：

（1）“外电路直接提供的弹丸电流”在外磁场中受到的力。这种力既可以是排斥 力，也可以是吸引力，如轨道炮应用。

（2）变化的磁场排斥良导体，即“弹丸感应电流”在外磁场中受到的力。弹丸 电流不是由外电路直接提供，而是用电磁感应的方式产生。这种力一般为排斥力。如 物理课本中的“跳环实验”、“感应炮应用”。

（3）磁场吸引铁器：铁磁材料（如钢、铁、铁氧体）制成的弹丸在外磁场中受 的力。一般为吸引力，如磁阻炮应用。

根据上述原理的差别，可以把电磁炮的分类汇总如下：

感应炮原理图

第二个问题：如何理解“磁场中受到的力”

“外电路直接提供的弹丸电流”在外磁场中受的力——安培力

直流电流中的安培力

环形电流右手定则

用安培力即“弹丸电流在外磁场中受到的作用力”，可以更精确地解释磁阻炮的 电磁力，思路如下。首先，外磁场显然是来自线圈的。然后，解释弹丸电流需要引入“磁化电流”的 概念。参考下图，

弹丸表面的磁化电流

将铁磁介质放入外磁场，它的分子会产生和外磁场方向相同的分子磁场，考虑这些分子磁场对应的分子电流会发现：均匀磁化时，介质内部各处总是 有相反方向的分子电流流过，会相互抵消；只有横截面边缘处的分子电流未被抵消， 形成与横截面边缘重合的一层电流——磁化电流。

引入“磁化电流”的概念后，磁阻炮的电磁力就可以解释为“弹丸上的磁化电流 在线圈产生的磁场中所受的安培力”。弹丸之所以受到吸引力，是因为铁磁体的磁化 电流具有这样的方向——它所产生的磁场方向与外磁场相同，所以安培力方向朝向 线圈。

第三个问题：电磁炮制作的材料和工具有哪些

以上的材料就可以打造一个简易电磁炮系统。

审核编辑：汤梓红