杜 展

(淮北市天一中學(xué) 安徽 淮北 235000)

導(dǎo)電液體內(nèi)的電流，是由正負(fù)兩種離子定向運動形成的，整個容器處在豎直方向的磁場中,如圖1所示，磁場對運動的離子有洛倫茲力的作用，其方向和離子運動的方向垂直且平行于液面.正負(fù)離子定向運動的方向是相反的，它們受到的洛倫茲力方向是相同的，它們帶動塑料皿中液體旋轉(zhuǎn).改變磁場方向、電流方向，改變磁場、電流大小，觀察液體轉(zhuǎn)動的方向、速度，從而判斷影響洛倫茲力的因素.

圖1 裝有導(dǎo)電液體的容器置于豎直方向磁場中

1 實驗設(shè)計與操作

(1)把飲料瓶子底部剪下，作為盛放硫酸鈉的容器，并在中間放一銅絲，在邊緣的內(nèi)側(cè)放一銅絲，作為兩個電極,如圖2所示.

(a)

(b)

(2)把磁鐵固定在升降臺上，如圖3所示，塑料容器放在磁鐵之間，使整個容器處在豎直方向的磁場中，如圖4所示.

圖3 固定磁鐵

圖4 放置容器

(3)按照圖5連接電路，在容器中加入硫酸鈉.

圖5 連接電路

(4)閉合開關(guān)，硫酸鈉溶液逆時針旋轉(zhuǎn).

(5)使滑動變阻器向左滑動，電流變大，硫酸鈉溶液旋轉(zhuǎn)變快.

(6)將升降臺升高，硫酸鈉溶液旋轉(zhuǎn)變慢，降低升降臺，溶液旋轉(zhuǎn)變快.

(7)將電源正負(fù)極反接，觀察到溶液反向旋轉(zhuǎn).

(8)將磁鐵磁極反置，觀察到溶液反向旋轉(zhuǎn).

2 實驗的優(yōu)點

(1)利用液體的旋轉(zhuǎn)來顯示洛倫茲力，把微觀變成宏觀，把“看不見”變?yōu)椤翱吹靡姟?

(2)可以直觀演示洛倫茲力與磁場方向和電荷運動方向的關(guān)系.

(3)可以根據(jù)需要，控制變量，改變實驗現(xiàn)象，使結(jié)論具有說服力.

(4)實驗原理和操作簡單，取材方便、制作容易、貼近生活.

3 幾點建議

(1)通電電流不能過大，通電時間不宜太長.

(2)為了旋轉(zhuǎn)的效果顯著，磁鐵的磁性越強(qiáng)越好.

(3)實驗結(jié)束時，要組織學(xué)生結(jié)合自己的實驗，以小組為單位，分析實驗的注意事項，匯報結(jié)論、交流經(jīng)驗，共同借鑒和進(jìn)步.