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        “旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)制作及改進(jìn)

        2017-03-09 06:11:59
        物理實(shí)驗(yàn) 2017年2期
        關(guān)鍵詞:食鹽水圓柱形高級(jí)中學(xué)

        張 玲

        (前黃高級(jí)中學(xué) 國(guó)際分校,江蘇 常州 213161)

        “旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)制作及改進(jìn)

        張 玲

        (前黃高級(jí)中學(xué) 國(guó)際分校,江蘇 常州 213161)

        利用培養(yǎng)皿、鋁箔、飽和食鹽水和學(xué)生電源制作了“旋轉(zhuǎn)液體”實(shí)驗(yàn)裝置,可觀察到通電的食鹽水在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn).

        飽和食鹽水;磁場(chǎng);旋轉(zhuǎn)

        為了讓學(xué)生更加生動(dòng)形象地理解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的作用力,文獻(xiàn)[1]介紹了“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn),筆者據(jù)此制作了“旋轉(zhuǎn)液體”實(shí)驗(yàn)裝置.

        1 實(shí)驗(yàn)裝置與原理

        實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示. 中心圓柱形電極接電源正極,外側(cè)圓環(huán)形電極接電源負(fù)極,則液體中電流沿圓半徑向外. 液體中正負(fù)離子的定向移動(dòng)形成電流,若外加磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,根據(jù)左手定則,可判斷出正、負(fù)離子所受洛倫茲力方向均為沿圓的逆時(shí)針方向. 在洛倫茲力的作用下,正、負(fù)離子都將在徑向運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上疊加沿圓周逆旋運(yùn)動(dòng),于是液體沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn).

        圖1 旋轉(zhuǎn)液體裝置

        2 實(shí)驗(yàn)裝置制作

        1)取直徑10 cm的生物培養(yǎng)皿作為底座;

        2)取一段鋁箔,將鋁箔裁剪成2 cm×35 cm的長(zhǎng)條,用透明膠固定在玻璃皿的內(nèi)側(cè),作為圓環(huán)形電極;

        3)取長(zhǎng)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(dǎo)電液體;

        5)用學(xué)生電源的直流端給裝置供電.

        3 實(shí)驗(yàn)演示

        在玻璃皿中加入食鹽水,在玻璃皿下方放置圓柱形強(qiáng)磁鐵,將電源的兩極接在裝置的圓柱形電極和圓環(huán)形電極. 接通電源,可觀察到玻璃皿中的食鹽水旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)起來,如圖1所示.

        如果對(duì)調(diào)電源正負(fù)極或強(qiáng)磁鐵的磁極,都可以觀察到木屑隨液體旋轉(zhuǎn)的方向隨之改變. 改變磁鐵的數(shù)量或者改變電源的電壓,都會(huì)影響液體的轉(zhuǎn)速. 若將磁鐵從液體下方移走,可觀察到液體旋轉(zhuǎn)的速度變慢,最終停止.

        實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意開窗通風(fēng),因?yàn)殡娊馐雏}水會(huì)產(chǎn)生有毒氣體氯氣.

        展示的過程中,由于實(shí)驗(yàn)裝置較小,為了能夠讓全班學(xué)生都能夠清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以用攝像頭將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)并投影到屏幕上.

        [1] 課程教材研究所. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理(選修3-1)[M]. 北京:人民教育出版社,2010:93.

        [責(zé)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(jí)中學(xué)國(guó)際分校中教二級(jí),學(xué)士,從事物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究工作.

        G633.7

        B

        1005-4642(2017)02-0060-01

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