电磁发射的初步研究
电磁发射的初步研究
摘要：该文介绍同步磁阻型线圈发射平台的工作原理，初步分析目前同步磁阻型线圈发射验证平台在储能电源小型化、位置触发、弹射体临界条件、线圈耦合、弹射体减速力（材料）及驱动线圈寿命等方面的技术瓶颈，得出同步磁阻型线圈炮更适用于中低初速载荷发射的结论。同时，研究同步磁阻型线圈发射平台在新概念电磁线圈能量武器、大质量载荷弹射（无人机、火箭）以及能量转换机构等方面的应用前景，为科学制定同步磁阻型线圈炮发展战略奠定了基础。
关键词：磁阻型电磁发射储能电源临界条件耦合位置笔者通过分析同步磁阻型线圈发射平台的技术瓶颈，结合未来相关技术的发展趋势，分析了同步磁阻型线圈发射平台未来时期的发展前景或方向，对科学制定同步感应线圈炮的发展战略提供了参考。
1 电磁发射系统的应用前景
电磁发射器使用电能作能源，发射过程中的可控可调性和安全性，也是化学发射器不可比拟的。电磁发射器有诸多优点，但最重要的有两条：一是它能把物体发射到超高速(>3?km/s)，甚至可达50?km/s；二是它发射的物体质量范围大，小至克级，大至吨级。因此，电磁发射技术在以下各个方面都能得以广泛的应用。
2 工作原理
电磁波的发射和接收
课题电磁波的发射和接收信息传递电磁波谱 探究热身 1）叫调制， 目前调制方式有调幅(AM)和调频(FM)，调幅(AM)的特点是： ，调频(FM)的特点: 2）下面两组图象中能说明调幅特点的是组，能说明调频特点的是组。 甲（乙） 3）叫调谐，叫解调。无线电波的接收需要经过和两个过程？ 4）电磁波在真空中传播的速度________3×108m/s．（填“大于”、“小于”或“等于”） 我们可以用电磁波来传递________信号和________信号． 5）可见光的波长在到之间。 学习交流 探究一有效的向外发射电磁波的条件 （1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。 改造振荡电路——由闭合电路成开放电路（对照教材P81 图14.3-1） 可以有效的向外界发射电磁波？ 探究一电磁波的接收
典例分析 【例1】在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？（已知地球的质量为6.0×1024kg，地球半径为6.4×106 m，万有引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2） 【例2】一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH，电容器可变，最大电容是270 pF，最小电容是30 pF，求接收到的无线电波的波长范围多大？ 自主检测 1．为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行() A．调谐B．放大C．调制D．检波 2．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是() A．增大电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大 C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感 3、无线电广播中波段的波长范围为187~560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：( ) A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。 4、为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确的是（） A.至少发射四颗同步卫星，在赤道平面上空运行 B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行 C.只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行 D.至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行 课后练习 教材P84 1 3 4
2016-2017学年高中物理第3章电磁技术与社会发展第1节电磁技术的发展第2节电机的发明对能源利用
第一节电磁技术的发展 第二节电机的发明对能源利用的作用 课 标解读重点难点 1.简单了解古代对电和磁的认识. 2.知道近代电磁技术对生产和生活的影响. 3.了解现代电磁技术的发展. 4.知道能源的分类及其利用方式. 5.了解电机的发明对能源利用的作用. 1.对电和磁的认识．(重点) 2.能源的分类及利用方式．(重难点) 3.电机的发明对能源利用的作 用．(重点) 电磁技术的发展 1. (1)公元前585年，古希腊哲学家泰勒斯有对用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体的现象的描述． (2)①我国西汉末年，有对经过摩擦的玳瑁吸引微小物体的记载． ②东汉王充把琥珀被摩擦后可以吸引微小物体，与磁石吸引针的现象同时提出． ③我国古代利用磁石指南的特性发明的指南针，是电磁领域的第一个重大发明． (3)1800年，伏打发明了电池． (4)1820年，奥斯特发现电流的磁效应． (5)1831年，法拉第发现电磁感应定律． (6)1866年，西门子发明实用的自激式直流发电机． (7)19世纪80年代末，特斯拉等发明交流输电技术． (8)19世纪末期，莫尔斯发明的电报和贝尔发明的电话，开始改变人类的信息交流方式，随后马可尼发明了无线电通信.20世纪早期，出现了广播和电视，彻底改变了人们传递信息的方式． (9)20世纪末期出现的互联网是电磁技术对人类的又一重大贡献． 2．思考判断 (1)白炽灯是爱迪生发明的．(√) (2)亨利在1827年发明了实用的电磁铁．(√) 3．探究交流 发展电磁技术有何现实意义？
【提示】建立在电磁技术基础上的电力工业，信息产业，电子电器制造业等早已成为国民经济的支柱产业，没有电磁技术就没有现代化。 能源与电机 1. (1)按基本形态分类 能源可分为一次能源和二次能源．一次能源是指自然界天然存在、不改变其形态就可直接利用的能源，如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等．二次能源是指由一次能源进行加工转换而得到的能源产品，如蒸汽、电力、煤气、石油制品等． (2)按再生性分类 可将能源分为再生能源和非再生能源．再生能源主要有水力、风力、太阳能等，非再生能源主要有煤炭、石油、天然气等． (3)按应用的广泛程度 能源又可分为常规能源和新能源，属于常规能源的有煤、石油、天然气等，而太阳能、核能等属于新能源． (4)发电机 发电机是把其他形式的能量转化成电能的装置． (5)电动机 电动机是把电能转变为机械能的装置． 2．思考判断 (1)电能是一次能源．(×) (2)电动机是将机械能转化为电能的装置．(×) 3．探究交流 随着电磁技术与社会的发展，就连在偏僻的农村，电动自行车也逐渐代替了笨重的摩托车．你知道二者的主要区别是什么吗？电动自行车有什么优点？ 【提示】区别：摩托车由内燃机驱动，电动自行车由电动机驱动． 优点：轻便、清洁、高效、无污染． 能源及其利用 1.按再生性，能源分为哪几类？ 2.按应用的广泛程度，能源分为哪几类？
第4章3电磁波的发射和接收
第四章电磁波及其应用 三、电磁波的发射和接收 1．使载波随着发送的信号而改变的过程叫作 A．调谐B．检波 C．调制D．解调 解析把信息加在载波上，使载波随信号而改变，这种技术叫调制。 答案 C 2．下列说法中正确的是 A．无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波 B．无线电波在真空中的波长范围从几米到几十千米 C．无线电波的频率越低越容易发射 D．发射无线电波的目的是为了向远处传送电能 解析无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，故A正确。无线电波的波长一般在几毫米到几十千米，故B错误，无线电波频率越高越容易发射，发射无线电波的目的主要是为了输送信号，故C、D错误。 答案 A 3．下列关于手机的说法中正确的是 A．手机仅能发射电磁波 B．手机仅能接收电磁波 C．手机既能发射电磁波又能接收电磁波 D．手机通话时，不需要基站进行中转 解析手机既能传送信息又能接收信息，故既能发射也能接收电磁波，当手机与其他用户通话时，必须通过基站中转。所以A、B、D错误。 答案 C 4．电视机换台时，实际上是在改变 A．电视台的发射频率 B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速 D．电视机接收的电磁波的波速 解析电视机接收到的电磁波的频率不同，从而收看到的电视频道不同，所以换台是改变电视机的接收频率。 答案 B [限时45分钟，满分60分] 一、选择题(每小题4分，共36分) 1．以下说法中，正确的是 A．电视和录音机都能接收电磁波 B．无线电广播用长波 C．电视使用短波 D．kHz表示千赫，MHz表示兆赫 解析录音机的工作原理是把磁带里包含有的磁信号还原为声音，与接收电磁波毫无关联；电磁波里的长波不用作无线电广播，只有中、短波才用作无线电广播；电视的传播使用微波而不是短波；在收音机里常有符号kHz和MHz，它们分别代表千赫和兆赫。 答案 D 2．下列应用没有利用电磁波技术的是 A．无线电广播B．移动电话 C．雷达D．白炽灯 解析白炽灯利用的是电流的热效应，其余三个选项应用的是电磁波技术，选项D正确，A、B、C错误。 答案 D 3．(多选)一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备下列哪几个单元电路 A．调谐电路B．调制电路 C．振荡电路D．检波电路 解析最简单的收音机具有调谐电路和检波电路。 答案AD 4．手机A拨手机B时，手机B发出铃声，屏上显示A的号码，若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨手机A，则
粤教版高中物理选修1-1第3章电磁技术与社会发展单元测试
（高二）物理粤教版选修1—1第3章电磁技术与社会发展含答案粤教版物理选修1—1第三章电磁技术与社会发展 1、下列说法中正确的是( ) A．电动机的发明，实现了机械能向电能的大规模转化 B．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 C．电磁感应说明电流通过感应能产生磁场 D．水电站的发电机，工作时把水的机械能转化为电能 2、 (多选)随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，使热空气从机内吹出，将湿手烘干．某型号干手机的说明书中有如下一段文字：“功能与特点：采用红外线感应原理，即感应即动作，卫生、方便．超高温保护，即过热、过电流双重保护．采用内热式的再循环原理，低噪音、高转速、烘干能力强．高强度塑钢外壳，牢固可靠，美观大方．”据此可判断( ) A．自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路 B．自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近 C．自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能 D．自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近 3、 雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，海豚也具有完善的声呐系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统．(1)海豚的定位是利用了自身发射的( ) A．电磁波B．红外线 C．次声波D．超声波 (2)雷达的定位是利用自身发射的( ) A．电磁波B．红外线 C．次声波D．光线 4、关于信息高速公路，下列说法正确的是( ) A．信息高速公路是为邮车设计的专用公路 B．信息高速公路是车辆可高速通行的公路 C．信息高速公路是由光纤、卫星与微波通信等技术与设备组成的高速信息传输通道
电磁炮及其相关材料技术--实验报告
电磁炮及其相关材料技术 物理学理论的不断发展与完善，促进了军事能源的不断变革，促进作战兵器的不断更新。枪、炮是作战的主要武器之一。随着作战空间的不断加大，火药对提高炮弹在炮口的发射速度的能力已很有限，很有必要另辟新径。 1985年，美国国防科学委员会在装甲/ 反装甲技术讨论会上就做出结论:“未来的高性能兵器必然以电能为基础。”电磁炮是利用电磁发射技术制成一种先进的杀伤武器，在未来战争中有着广阔的应用前景。 本次试验以电磁炮为切入点，通过对电磁炮原理和性能的分析讲解，引出电磁炮广阔的应用前景和发展阻碍，并提出解决相关问题的材料学途径，包括实验用的可控硅开关、超级电容器、超导材料、纳米技术等等，“一个实验，多项技术”是在设计整个试验时的思路。 实验目的 1、理解电磁炮的组成结构及工作原理； 2、熟悉增强电磁炮威力的相关技术手段； 3、理解可控硅开关控制电路通断和电容器的原理； 4、了解在实用化道路上电磁炮需要解决的诸多材料学难题及其解决方案； 5、了解电磁炮的优缺点及其在未来战争中的应用。 实验原理 1、电磁炮的简介及分类 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洛伦兹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。 根据加速方式，电磁炮分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮。本次试验重点演示的便是线圈炮。 2、基本原理 （1）线圈炮
图 1 B沿轴线方向的分布 线圈炮的主要部件是螺线管，它是线圈均匀地密绕在炮筒上，螺线管的单位长度的匝数为n，炮筒的内半径为R，螺线管的长度为l。螺线管通入电流i时，根据电磁学理论，螺线管沿轴的B - x 关系如图1，在螺线管中部磁场均匀，端口附近磁场发散。螺线管端口附近p点B的轴向分量为 （1） 式中μo为真空磁导率，x为p点坐标。 图 2 线圈炮简单电路图 线圈炮的简单电路图如图2所示：220V交流电经过整流器的整流之后变成直流电，K1接通后，电容C开始充电，等到电容充电完成后，断开K1。线圈相当于炮身,在线圈的合适部位装上弹丸，接通K2，在线圈处便会产生一个由脉冲电流产生的强大磁场，如公式（1）所示，磁场会驱动铁制弹丸前进，从而将弹丸发射出去。 （2）轨道炮
电磁技术的发展
第一节电磁技术的发展 一、教法建议 【抛砖引玉】 教师可向学生介绍人们对电磁现象的认识过程。 在古代，人们把电和磁当作是两种独立的自然现象。随着科学技术的发展人们又发现电和磁有某些现象很相似。例如：磁体能吸引铁磁性物质，带电体能吸引轻小物体；磁体间同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引，而同种电荷互相推斥，异种电荷互相吸引。把电和磁形成一个整体的学科的是丹麦物理学家奥斯特。 1820年、有一天奥斯特在大学讲课时，无意中把通电的直导线放到一个和小磁针平行的位置上，小磁针立即转动产生了出人意料的现象。就是这个现象揭示了电和磁的联系，后来人们把这个实验叫做奥斯特实验。 这个现象使奥斯特产生灵感，是在他丰富的学识的基础上诱发出顿悟思维，发现了电流的磁场。这个科学史实给人以深刻启迪。 【指点迷津】 本章的重点： ⑴对电流磁场的认识。 ⑵直线电流周围的磁感线分布的情况。 ⑶通电螺线管周围的磁感线分布的情况。 ⑷磁感线方向的确定。 本章的难点： ⑴安培定则的熟练掌握，并运用定则解决一些具体问题。 ⑵学生空间想象能力的提高和识图能力的提高。 二、学海导航 【思维基础】
⒈物体具有________铁钴镍的性质叫_________。 ⒉能够在水平方向自由转动的磁体，自由静止时，指南的一端叫______用符号_______表示。指北的一端叫_______用符号_________表示。 ⒊同名磁极相互_______，异名磁极相互__________。 ⒋我们把磁体周围存的一种特殊的物质叫_______。磁体的磁感线都从磁体 _______出来，回到磁体的________。 ⒌通电螺线管内插入铁心时，由于铁心被______，磁场大大增强。电磁铁的磁性强弱与_______和_______无关。 ⒍电磁铁的磁性有无可以由_______来控制，电磁铁的磁性强弱可以由_______来控制，电磁铁的南北极可以由_______来控制。 思维基础参考答案： ⒈吸引，磁性。 ⒉南极，S，北极，N。 ⒊排斥，吸引。 ⒋磁场，北极，南级。 ⒌磁化，电流大小，线圈匝数多少。 ⒍开关，滑动变阻器，电流方向。 【学法指要】 人们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。磁体上磁性最强的部分叫做磁极。一个磁体有两个磁极，分别叫南极（S 极）和北极（N极）。 磁极间的相互作用是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。要知道，使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。能被磁化的有软磁性或硬磁性的磁性材料。 磁场的周围存在着磁场，磁场的基础性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁场是有方向的。磁场中某一点的小磁针静止时北极的指向，规定为这一点的磁场方向。
14.3电磁波的发射和接收教案
电磁波的发射和接收 【教学目标】 （一）知识与技能 1．了解无线电波的波长范围。 2．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3．了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？ 学生讨论。 生：在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师：有效地发射电磁波的条件是什么？ 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。
民用电磁发射器通用技术规范
T/GDEIIA 7—2020 民用电磁发射器通用技术规范 1范围 本标准规定了电磁发射器的技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输要求等。 本标准适用于电磁发射器系列产品。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2421 电工电子产品环境试验第1部分：总则 GB/T 2423 电工电子产品环境试验 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2部份：试验方法试验A：低温试验 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第2部份：试验方法试验B：高温试验 GB/T 2423.3 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法 GB/T 2423.29 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验U：引出端及整体安装件强度 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部份：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划 GB 9969.1 工业产品使用说明书总则 GB/T 11022-1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 GB 12978 消防电子产品检验规则 GB/T 15651 半导体器件分立器件和集成电路第5部分：光电子器件 GB 16838 消防电子产品环境试验方法及严酷等级 GB/T 17626.1-2011《电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论》 GB/T 17626.2-2011《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》 GB/T 17626.3-2011《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验》 GB/T 17626.4-2011《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》 GB/T 17626.5-2011《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》 GB/T 17626.6-2011《电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度》 GB/T 17626.7-2011《电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》 GB/T 17626.8-2011《电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验》 GB/T 17626.9-2011 《电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验》
教师用书第3章电磁技术与社会发展
第一节电磁技术的发展 课标解读重点难点 1.简单了解古代对电和磁的认识． 2.知道近代电磁技术对生产和生活的影响． 3.了解现代电磁技术的发展． 4.知道能源的分类及其利用方式． 5.了解电机的发明对能源利用的作用. 1.对电和磁的认识．(重点) 2.能源的分类及利用方式．(重难点) 3.电机的发明对能源利用的作用．(重点) 电磁技术的发展 (1)公元前585年，古希腊哲学家泰勒斯有对用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体的现象的描述． (2)①我国西汉末年，有对经过摩擦的玳瑁吸引微小物体的记载． ②东汉王充把琥珀被摩擦后可以吸引微小物体，与磁石吸引针的现象同时提出． ③我国古代利用磁石指南的特性发明的指南针，是电磁领域的第一个重大发明． (3)1800年，伏打发明了电池． (4)1820年，奥斯特发现电流的磁效应． (5)1831年，法拉第发现电磁感应定律． (6)1866年，西门子发明实用的自激式直流发电机． (7)19世纪80年代末，特斯拉等发明交流输电技术． (8)19世纪末期，莫尔斯发明的电报和贝尔发明的电话，开始改变人类的信息交流方式，随后马可尼发明了无线电通信.20世纪早期，出现了广播和电视，彻底改变了人们传递信息的方式． (9)20世纪末期出现的互联网是电磁技术对人类的又一重大贡献． 2．思考判断 (1)白炽灯是爱迪生发明的．(√) (2)亨利在1827年发明了实用的电磁铁．(√) 3．探究交流 发展电磁技术有何现实意义？ 【提示】建立在电磁技术基础上的电力工业，信息产业，电子电器制造业等早已成为 能源与电机 1.基本知识 (1)按基本形态分类 能源可分为一次能源和二次能源．一次能源是指自然界天然存在、不改变其形态就可直
电磁波的发射和接收
【教学目标】 （一）知识与技能 1．了解无线电波的波长范围。 2．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3．了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 学生讨论。 师：有效地发射电磁波的条件是什么 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。 师生一起讨论后，引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。 如图所示，是由闭合电路变成开放电路的示意图。 师：无线电波是由开放电路发射出去的。 讲解：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示。 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过l2与l1的互感作用，使l1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射． 师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢 讲解：在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。 进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。 使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（am）。
最新14.3 电磁波的发射和接收教案
14.3 电磁波的发射和接收 【教学目标】 （一）知识与技能 1．了解无线电波的波长范围。 2．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3．了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 （二）过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。 （三）情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。 【教学过程】 （一）引入新课 师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 （二）进行新课 1．无线电波的发射 师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？ 学生讨论。 生：在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师：有效地发射电磁波的条件是什么？ 学生阅读教材有关内容。 师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件： （1）要有足够高的振荡频率。 （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。
简析电磁发射技术的原理,发展现状及应用前景
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/371005102.html, 简析电磁发射技术的原理，发展现状及应用前景 作者：曹鹤举 来源：《科技风》2019年第01期 摘要：本文阐明了电磁发射技术的相关原理和类别，并分析了电磁发射技术发展现状，应用领域及前景。 关键词：电磁发射技术；电磁轨道炮 1 绪论 所谓电磁发射技术是不同于传统发射技术（如火箭，火炮）的一种新概念动能发射技术。随着人类的发展，传统的化学发射器已经不能满足人类对更高速度，更高效率的追求。常规的化学火炮由于原理上的限制，发射物的所能达到最大速度超不过发射药燃气的速度。在从古到今经历了几百年的发展后已经接近了理论极限。而火箭这种发射方式不仅昂贵，而且技术方面还有很多不足。正是在这种状况下滋生了电磁发射技术。它利用电磁力做功，将电能转化为发射物的动能。同常规发射技术相比具有其无可比拟的优势。由于不存在化学发射器原理上极限速度的限制，在不计材料等其他因素的情况下，理论上可以将负载加速至接近光速。 2 三种发射装置的概述 电磁发射器可以有很多种分类方式，如果以原理和结构上的区别分类，习惯上大致可以分为三大类：线圈型，轨道型还有重接型。 轨道型电磁发射装置：也就是科幻电影中经常出现的轨道炮，实质上是一个单匝直流电动机。简单的磁轨炮主要由一对相互平行的导体轨道，可以在导轨间自由滑动的导体电枢（这里的电枢，实际上是引用了电动机中的名词）以及电源组成。通电后，脉冲电流从其中一个导轨流入，经过电枢，再从另一个导轨流出。电流流经导轨在两条导轨间产生竖直方向上的磁场，电枢在磁场中收到安培力（微观上解释为洛伦兹力）而被加速。由于电枢和导轨的直接接触在超高速时会对导轨产生严重的磨损和烧蚀，所以在这种情况下经常采用等离子体电枢。也是由于烧蚀，发射物质量不宜过大，这也限制了它发射大质量物体的能力。 以目前的研究成果来看，目前轨道型的研究较其他两种形式的装置更为成熟，已经可以投入使用。而其他两种现在尚处于试验阶段，所以本文主要写轨道型电磁发射装置。轨道型相比于其他两种形式的装置更适合将较小质量的负载加速到较高速度，而线圈型和重接型可以发射大质量弹丸。
电磁炮的原理与技术发展
电磁炮的原理与技术发展 电磁炮是一种无需火药瞬间爆发出冲击能量的一种最新火炮。美国己试验成功。电磁炮的主要工作原理雷同磁悬浮列车的直线平面电机。但在电磁炮里用的是多个大功率聚能偏转线圈将磁弹发送出去。比炮好处是无汚染。优奌是电磁炮能做到连续发射，如同机枪、航炮。每分钟可发N次到数千次。某种意义上耒讲一门电磁炮将大于一个炮兵团以上发送的能量。电磁炮耗能非常可观。 目前，以美国为代表的许多发达国家正在针对电磁炮研究中存在的问题，有计划地开展电磁炮实用性研究和野外试验。具体的研究方向有以下几个。 能源小型化 体积和重量是电磁炮武器化和战术应用的主要障碍之一，而这两者主要由脉冲功率源及功率调节装置的能量密度和功率密度所决定。要减小体积、降低重量，必须实现能源小型化。因此，今后将进一步开发高能量密度和高功率密度材料，以研制小型轻质脉冲功率源。 采用高新技术、提高系统效率 高新技术的发展为电磁炮的研制提供了条件，将超导材料用于电磁炮是新的发展趋势。超导材料的电流密度和储能密度极高，储能效率达60％～90％，将其用于储能线圈、发电机、磁体和开关等，不仅有利于电磁炮小型化、提高射速，而且可减小能量损失、大大提高系统效率。另外，采用多级、多层、多段（节）和分布电源多模块结构的导轨也是一条重要途径。多模块结构可以减小导轨的能量损失，提高系统的能量转换效率至两倍左右。 加紧新材料的研究、提高系统寿命与性能 新型材料的研究主要有：电池用新型电化学材料，电容器用聚合物电介质材料，脉冲发电机储能用石墨-环氧等复合材料，耐高温、高强度、高能量密度电感储能材料；高强度、耐烧蚀、耐腐蚀的导轨、电枢和电极材料，石墨、陶瓷等耐高温、耐烧蚀炮管绝缘材料；大载流、高强度、高频率开关和大功率脉冲固态开关材料。 经过近20年的研究，电磁炮技术在理论上已基本成熟，开始向武器化、实用化发展。电磁炮的穿甲能力已被实验所证实，武器化的电磁炮可以击毁火炮所不能击毁的新型坦克装甲。预计在不远的将来电磁炮将会作为新一代重要的穿甲武器出现在战场上，在未来战争中起到极其重要的作用，并产生深远的影响。 自动化2班0905010213 夏博洋
谈谈科技发展与社会生活
谈谈科技发展与社会生活 不管人们有没有意识到，科学技术已经深深的影响着我们的日常生活，在经济社会发展扮演着不可或缺的角色。21世纪以来，科学技术，尤其是计算机网络技术、电子信息技术的飞速发展，使得手机、电脑那些昂贵的奢侈品步入寻常百姓家，成为我们生活的必需品。想象一下，如果没有手机，我们如何随心所欲地与亲人保持联系呢；如果没有网络，我们又如何与远在异国他乡的朋友谈天论地；如果没有高清晰的电视技术，我们又如何享受华丽的好莱坞电影当然，我们也必须承认，科学技术在一定程度上也改变着我们的生活方式，改变着我们的文化。 正是因为科学技术具有如此的重要性，我们的国家领导人也在多种场合提出大力发展科学技术。我国在改革开放以后取得了很大地进步，步入了科技强国之林。但是，我们还应该认识到，我国很多技术都受限于发达国家。所以，我们应该奋起直追，迎头赶上。 作为当前社会的一员，我们不仅应该认识到科技的重要性，还应该努力学习科学技术，用科学技术来武装我们的头脑，具有献身科学的勇气和决心，具有用科学技术来发展全人类的博大胸怀。更重要地是，我们还应当教育我们的后代，要热爱科学，尊重科学！ 谈谈科技发展与社会生活 我们的生活每天都在发生变化，而且越变越好，这是由于科技融入了生活，丰富了生活，给我们的生活带来了方便，带来了舒适，没有科技的发展，也就没有我们今天幸福的生活。 现在家家户户都在使用家用电器，如：电饭煲，电磁炉、微波炉、洗衣机等等，这些都是科技的产品，它们的出现大大节约了家庭主妇们做饭的时间，把女性从繁重的家务劳动中解救出来；电信科技的飞速发展使得电话、手机、小灵通等已成为公众普遍使用的通信工具，缩短了人与人之间的距离；如今上网听歌、看电影、聊天、看新闻等早已成为新时代的人们娱乐的新天地；现在正流行的网上教育，使得孩子不出门就能得到远在外地的老师为他讲课；交通工具领域也发生了很大变化，摩托车已成为大众普遍使用的交通工具，小汽车也正在逐步进入百姓的生活，所有的这一切变化表明科技的发展已给我们的社会生活产生了巨大的影响，但是反过来说，社会生活又对科技的发展产生了巨大的反作用，社会生活的变化引起了科技的变革，促进了科技的发展。 总的来说。科技发展与社会生活是息息相关、密不可分的，我们应该多了解科技，用科技武装自己，为了促进科学技术与人类生活的共同进步而贡献自己应尽的力量。 谈谈科技发展与社会生活
美国电磁轨道发射技术现状及特点分析
周媛1,李敏堂2,王菁华1(1.天津工程师范学院自动化与电气工程学院,天津300222,2.解放军军事交通学院,天津300161)摘要:以电磁轨道炮为主,介绍美国陆、海军电磁轨道发射技术的发展历程及阶段性研究成果、发展目标与未来规划、研究机构及相关研究方向、潜在应用领域以及近期 Abstract:Focusingonelectromagneticrailgun,severaldevelopmentalphasesandresearchworksforele ctromagneticraillaunchtechnologyintheU.S.ArmyandNavyareintroducedanddiscussed.Moreintrod uctionsarepresented,includingresearchinstitutionsandtheirrelativeresearchdirections,researchgo alandfutureplans,potentialappliedfields,andalsomaintacticalandtechnologicaltargetofelectromag neticrailguntechnique.Meanwhile,analysesaremadeonthekeycharacteristicsoftheU.S.electromagn eticraillaunchtechnology.Keywords:electromagneticlaunch,railgun,muzzlekineticenerg 1轨道炮发展历程及阶段性成果1978年,电磁轨道炮在技术上出现了突破,美国国防部先后成立了电磁轨道炮发展研究顾问委员会和技术工作组,开始评估电磁轨道炮技术现状及应用潜力,并建议集中和协调国家的资金来发展电磁轨道炮。1991年,美国国防部成立了“电磁炮联合委员会”,协调军队、能源部、国防原子能局及战略防御倡议机构分散进行的电磁炮研究工作,从整体上推动了电磁轨道发射技术的发展。1994年,美国启动关键技术计划[Gor(1995)][1],目的是制造出能够装配到坦克上的反坦克轨道炮。1998年,高技术研究所发表了轨道刨削研究的一些实验成果。从实验结果看,电磁轨道炮电枢转捩速度可达1900m/s[2]。另外,高技术研究所依托计算工具EMAP-3D以及积累的大量实验结果对电枢转捩机理进行了深入的研究,建立了系列的转捩物理模型。2001年,高技术研究所通过参数研究和建模活动取得了美国海军新型电磁轨道炮系统的主要性能参数。研究还估计了脉冲形成网络(PFN)产生弹丸发射所需要的初始动能和速度。2004年,高技术研究所宣称[2],已经在他们感兴趣的范围内(2000m/s～3000m/s)解决了轨道刨削和电枢转捩问题。2004年2月,美国海军在上一年1/8缩比电磁发射器初步试验成功的基础上,进行同比例电磁发射系统接口的功能演示[3],并确认发射组件可承受发射过载。3月进行一体化发射装置自由飞行演示,确认其可在膛口处分离,弹丸可稳定飞行。同年7月,美国海军成功进行了电磁炮的海上发射试验。这一系列试验为发展舰载轨道炮这一电能武器迈出了关键的一步。2005年,美国海军研究局(ONR)发布了05-003号通告,计划开展“中、大口径高速直瞄和间瞄火炮系统(包括电磁轨道炮技术)研究”项目。根据美国海军研究局与美国陆军研究发展工程中心(ARDEC)及国防高级研究规划局达成的共识,电磁轨道炮技术的研究将集中在发射轨道、脉冲形成网络和一体化发射装置方面。2007年1月16日,美国海军研究局在弗吉尼亚州海军水面作战中心达尔格伦分部举行新型电磁装置交付仪式。剪彩环节相当特别,是用一门试验型电磁轨道炮发射的1发高速炮弹穿透仪式彩带进行的。这门轨道炮口径为90mm,炮弹在炮口的初始动能达到7.4MJ,初速度达2146m/s[4]。2008年1月31日,美国海军水面战中心成功进行了一次创纪录的电磁轨道炮发射试验[5]。图1为该试射装置的图片,图2为炮弹击中目标的瞬间情况。测试中,电磁轨道炮的炮口动能达到了10.6MJ水平。实际上,该电磁轨道炮可具备产生32MJ能量的能力。 2研究机构及其相关研究方向美国电磁轨道发射技术的研究机构由于有统一的组织部门,因而虽然研究机构众多,但一直协调而有序的开展着研究工作。按照美国军事科研项目管理
电磁感应加热技术的发展
电磁感应加热技术的发展 磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。 20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。 1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。 20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。
我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。 一、感应加热特点 感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和在线生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作（空气、保护气、真空），损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。 其主要应用有： （1）冶金有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。 （2）机械制造各种机械零件的淬火，以及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。 （3）轻工罐头以及其他包装的封口，比如着名的利乐砖的封口包装。
201X-201x高中物理第3章电磁技术与社会发展章末复习课学案粤教版选修1
第3章电磁技术与社会发展 [巩固层·知识整合] [体系构建] [核心速填] 1．电磁技术领域的重大发明发现及意义 (1)古代的发明：指南针，推动了航海事业的发展，促进了世界文化的交流． (2)19世纪的发明创造． ①奥斯特发现了电流的磁效应； ②法拉第发现了电磁感应现象； ③爱迪生发明了白炽灯． 2．现代电磁技术的发展 (1)莫尔斯发明了电报． (2)贝尔发明了电话． (3)马可尼发明了无线电通信． 3．传感器 (1)定义：能感受外部信息，并按一定的规律转换成电信号的装置． (2)常见传感器有：温度传感器、光传感器、力传感器等．
[提升层·能力强化] 热敏电阻的型号及其特点 1 电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器． 2．热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类． 热敏电阻器的分类 分类方式类别 电阻温度特性正温度系数、负温度系数 材料金属、半导体(单晶、多晶、陶瓷) 结构珠状、片状、杆状、膜状 工作方式直热式、旁热式 工作温度常温、高温、低温 用途测温控温、辐射能(功率)测量、稳压(稳幅)等 制温度和元件、器件、电路的温度补偿；(2)利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用；(3)利用不同介质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等； (4)利用热惯性作为时间延迟器． 将负温度系数热敏电阻、数字电流表、电源按图3-1连接，将烧杯装入2/3的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数为I1，放入温水中时，电流表示数为I2，热敏电阻放在热水中，若示数为I3，则I1________I2________I3(选填“大于”“等于”或“小于”). 【导学号：71082072】 图3-1 [解析]温度越高，热敏电阻阻值越小，则电路中电流越大．
电磁波的发射与接收
电磁波的发射与接收 （1）把收音机开关打开，调节调谐旋钮到收不到电台的位置，然后拉一下室内电灯的拉线开关，你就会听到收音机喇叭里发出“咔嗒”的响声，这是由于电灯的开关即将接通时产生火花放电形成的高频电磁波被收音机接收的缘故。开启日光灯开关时效果更明显，这是由于日光灯电路中的起辉器的双金属片断开时镇流器产生较高的自感电动势，使放电更为强烈。 在夏日雷雨的天气里，远方的闪电产生的电磁波也能被收音机收到，你可以听到一连串的“咔嗒”声响，而这个声响比你听到的雷声要提前发生。这是由于电磁波在空气中的传播速度接近真空中的光速，比声速要大得多。你可以用手表测量一下收音机里的声响与雷声的时间差，由此可以推算出发生雷电的地方离你有多远。 （2）把收音机的后盖打开，接通电源，转动调谐旋钮，可以看到该旋钮与调谐电路中的可变电容器的动片连动，调到一定位置即可收到某一电台的播音。若接收其他电台的播音，必须改变可变电容器动片转过的角度。由此可以说明调谐的作用：调节LC电路的固有频率，使它与外来电磁波的频率相同，从而使感应电压达到最大值。 如果能借用一台教学信号源（或学生信号源），则实验的内容可以更深入。在信号源的高频输出端上接一个用粗铜丝（或铝丝）弯成的单股圆环（圆环固定在绝缘座上），作为发射天线。实验时把收音机放在天线旁，使收音机里的磁棒轴线与圆环天线的轴线在同一直线上，如图2．6－1所示。如果没有铜环，也可以将一条导线的两端连接在信号源的高频输出 端上，再把导线套在收音机的磁棒天线上。 首先把信号源置于高频等幅输出段（开关置于“等幅”位置），频率选择开关置于“频率1”挡，打开收音机开关，无论如何调节也收不到音频信号。如果把信号源的“调幅、等福”开关置于“调幅”位置，低频选择开关置于“1kHZ”挡，此时信号源输出高频调制波，调节收音机的调谐旋钮，就能够收到1千赫兹的音频信号。如果转动信号源的频率选择开关，使调制信号变为500赫兹，2千赫兹，收音机发出声音的频率也随之变化，由此可以说明调 制的作用。
电磁技术与社会发展(AB卷)
高中物理（选修1-1）形成性测试卷 第三章电磁技术与社会发展（A 卷）班级姓名学号成绩一．单项选择题 （每小题5分，共50 分） 1、世界上最早文字记载电磁现象的国家是（） A、美国 B、英国 C、中国 D、法国 2、第二次工业革命的重要标志是（） A、发明了电磁波 B、发明了电机 C、发明了热机 D、发明了互联网 3、是什么发明使人们第一次获得了稳定持续的电流，为电现象的研究打下基础，并直接推动了 电解、电镀等化学工业的发展（） A、伏打电池 B、贝尔电话 C、法拉第感应电流 D、爱迪生电灯 4、下列关于电机的说法，不正．确．．的是（） A、电机就是发电机 B、电机实现了电能和其他形式能源的相互转换 C、电机使人类获得了高效清洁的电能 D、电机包括电动机和发电机 5、电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么传感器（） A、温度传感器 B、红外线传感器 C、压力传感器 D、生物传感器 6、对于温度传感器的说法，正确的是（） A、温度传感器的核心部件是热敏电阻 B、温度传感器的核心部件是热胀冷缩金属片 C、热敏电阻的电压随温度变化而变化 D、温度传感器属于生物传感器 7、世界上最早发明实用的无线电报技术的科学家是（） A、贝尔 B、马可尼 C、赫兹 D、麦克斯韦 8、当今时代，对我们工作和生活影响最大的电磁波技术是（） A、电视 B、互联网 C、移动电话 D、无线电广播 9、下列关于电磁污染的说法，不正．确．．的是（） A、电磁污染主要是指电磁辐射。 B、电磁辐射会干扰其他仪器的正常工作。 C、电磁辐射人体和动植物都有危害。 D、频率越高的电磁波，电磁辐射危害越小。 10、下列不．属．于．火力发电厂的污染的是（） A、排放导致温室效应的气体 B、废渣污染水土