“旋转的液体”实验制作及改进

张 玲

(前黄高级中学 国际分校，江苏 常州 213161)

“旋转的液体”实验制作及改进

张 玲

(前黄高级中学 国际分校，江苏 常州 213161)

利用培养皿、铝箔、饱和食盐水和学生电源制作了“旋转液体”实验装置，可观察到通电的食盐水在强磁场作用下会自动旋转.

饱和食盐水；磁场；旋转

为了让学生更加生动形象地理解通电导体在磁场中受到的作用力，文献[1]介绍了“旋转的液体”实验，笔者据此制作了“旋转液体”实验装置.

1 实验装置与原理

实验装置如图1所示. 中心圆柱形电极接电源正极，外侧圆环形电极接电源负极，则液体中电流沿圆半径向外. 液体中正负离子的定向移动形成电流，若外加磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出正、负离子所受洛伦兹力方向均为沿圆的逆时针方向. 在洛伦兹力的作用下，正、负离子都将在径向运动的基础上叠加沿圆周逆旋运动，于是液体沿逆时针旋转.

图1 旋转液体装置

2 实验装置制作

1)取直径10 cm的生物培养皿作为底座；

2)取一段铝箔，将铝箔裁剪成2 cm×35 cm的长条，用透明胶固定在玻璃皿的内侧，作为圆环形电极；

3)取长约4 cm的铜丝，用胶水粘在玻璃皿的中心，作为圆柱形电极；

4)取饱和食盐水作为导电液体；

5)用学生电源的直流端给装置供电.

3 实验演示

在玻璃皿中加入食盐水，在玻璃皿下方放置圆柱形强磁铁，将电源的两极接在装置的圆柱形电极和圆环形电极. 接通电源，可观察到玻璃皿中的食盐水旋转起来. 由于食盐水是无色透明的，不易观察，可取少许木屑，放到液面上，可观察到木屑随液体旋转起来，如图1所示.

如果对调电源正负极或强磁铁的磁极，都可以观察到木屑随液体旋转的方向随之改变. 改变磁铁的数量或者改变电源的电压，都会影响液体的转速. 若将磁铁从液体下方移走，可观察到液体旋转的速度变慢，最终停止.

实验时要注意开窗通风，因为电解食盐水会产生有毒气体氯气.

展示的过程中，由于实验装置较小，为了能够让全班学生都能够清晰地看到实验现象，可以用摄像头将图像传输到计算机并投影到屏幕上.

[1] 课程教材研究所. 普通高中课程标准实验教科书·物理(选修3-1)[M]. 北京：人民教育出版社，2010：93.

[责任编辑：尹冬梅]

2016-03-03；修改日期：2016-09-30

张 玲(1990-)，男，江苏常州人，前黄高级中学国际分校中教二级，学士，从事物理实验教学与研究工作.

G633.7

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1005-4642(2017)02-0060-01