“旋轉的液體”實驗制作及改進

張 玲

(前黃高級中學 國際分校，江蘇 常州 213161)

“旋轉的液體”實驗制作及改進

張 玲

(前黃高級中學 國際分校，江蘇 常州 213161)

利用培養皿、鋁箔、飽和食鹽水和學生電源制作了“旋轉液體”實驗裝置，可觀察到通電的食鹽水在強磁場作用下會自動旋轉.

飽和食鹽水；磁場；旋轉

為了讓學生更加生動形象地理解通電導體在磁場中受到的作用力，文獻[1]介紹了“旋轉的液體”實驗，筆者據此制作了“旋轉液體”實驗裝置.

1 實驗裝置與原理

實驗裝置如圖1所示. 中心圓柱形電極接電源正極，外側圓環形電極接電源負極，則液體中電流沿圓半徑向外. 液體中正負離子的定向移動形成電流，若外加磁場方向垂直于紙面向里，根據左手定則，可判斷出正、負離子所受洛倫茲力方向均為沿圓的逆時針方向. 在洛倫茲力的作用下，正、負離子都將在徑向運動的基礎上疊加沿圓周逆旋運動，于是液體沿逆時針旋轉.

圖1 旋轉液體裝置

2 實驗裝置制作

1)取直徑10 cm的生物培養皿作為底座；

2)取一段鋁箔，將鋁箔裁剪成2 cm×35 cm的長條，用透明膠固定在玻璃皿的內側，作為圓環形電極；

3)取長約4 cm的銅絲，用膠水粘在玻璃皿的中心，作為圓柱形電極；

4)取飽和食鹽水作為導電液體；

5)用學生電源的直流端給裝置供電.

3 實驗演示

在玻璃皿中加入食鹽水，在玻璃皿下方放置圓柱形強磁鐵，將電源的兩極接在裝置的圓柱形電極和圓環形電極. 接通電源，可觀察到玻璃皿中的食鹽水旋轉起來. 由于食鹽水是無色透明的，不易觀察，可取少許木屑，放到液面上，可觀察到木屑隨液體旋轉起來，如圖1所示.

如果對調電源正負極或強磁鐵的磁極，都可以觀察到木屑隨液體旋轉的方向隨之改變. 改變磁鐵的數量或者改變電源的電壓，都會影響液體的轉速. 若將磁鐵從液體下方移走，可觀察到液體旋轉的速度變慢，最終停止.

實驗時要注意開窗通風，因為電解食鹽水會產生有毒氣體氯氣.

展示的過程中，由于實驗裝置較小，為了能夠讓全班學生都能夠清晰地看到實驗現象，可以用攝像頭將圖像傳輸到計算機并投影到屏幕上.

[1] 課程教材研究所. 普通高中課程標準實驗教科書·物理(選修3-1)[M]. 北京：人民教育出版社，2010：93.

[責任編輯：尹冬梅]

2016-03-03；修改日期：2016-09-30

張 玲(1990-)，男，江蘇常州人，前黃高級中學國際分校中教二級，學士，從事物理實驗教學與研究工作.

G633.7

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1005-4642(2017)02-0060-01