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1、2022磁场中的电化学反应实验报告磁场中的电化学反应试验报告一、前言现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反应。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不须要磁场的参加。目前有磁性材料作电极的铁镍蓄电池（注1），但铁镍蓄电池放电时没有外加磁场的参加。通过数次试验证明，在磁场中是可以发生电化学反应的。本试验报告是探讨电化学反应发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。磁场中的电化学反应不同于燃料电池、磁流体发电。二、试验方法和视察结果1、所用器材及材料（）：长方形塑料容器一个。约长101毫米、宽40毫米、高50毫米。（）：磁体一块，上面有一根棉线，棉线是作为挂在墙上的钉子上用。还有铁氧体磁体3
2、0*23毫米二块、稀土磁体12*5毫米二块、稀土磁体18*5毫米一块。（）：塑料瓶一个，内装硫酸亚铁，分析纯。（）：铁片两片。（对铁片要进行除锈处理，用砂纸除锈、或用刀片除锈、或用酸清洗。）用的罐头铁皮，长110毫米、宽20毫米。表面用砂纸处理。2、电流表，0至200微安。用微安表，由于要让指针能向左右移动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调整肯定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调整。3、磁场中的电化学反应装置是直流电源，本试验由于要运用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是根据电流流淌方一直设计的，（也有随电流流淌方向变更，电流表指针可以左右偏转的电流表。本试验报告示意图就是
3、画的随电流流淌方向变更，电流表指针可以向左或向右偏转的电流表）。因此本演示所讲的是电流流淌方向，电流由磁场中的电化学反应装置的正极流向磁场中的电化学反应装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，可以推断出磁场中的电化学反应装置的正极、负极。4、手拿磁体，靠近塑料瓶，明显感到有吸引力，这是由于塑料瓶中装了硫酸亚铁，说明硫酸亚铁是铁磁性物质。5、将塑料瓶中的硫酸亚铁倒一些在纸上，压碎硫酸亚铁晶体，用磁体靠近硫酸亚铁，这时有一部分硫酸亚铁被吸引在磁体上，进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。6、将磁体用棉线挂在墙上一个钉子上让磁体悬空垂直不动，用装有硫酸亚铁的塑料瓶靠近磁体，当还未接触到悬空磁体时，可以看到悬
4、空磁体已起先运动，此事更进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。（注：用另一个塑料瓶装入硫酸亚铁饱和溶液产生的现象同样）7、通过步骤4、5、6我们得到这样的共识，硫酸亚铁是铁磁性物质。8、将塑料瓶中的硫酸亚铁适量倒在烧杯中，加入蒸溜水溶解硫酸亚铁。可以用饱和的硫酸亚铁溶液，然后倒入一个长方形的塑料容器中。试验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方形容器中的液面高度为40毫米。9、将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留大部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。由于两个电极是用的同种金属铁，没有电流的产生。10、然后，在塑料容器的外面，将铁氧体磁体放在某一片铁片的旁边，让此铁片处在磁埸中。用电流表测
5、量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。（假如用单方向移动的电流表，留意电流表的正极应接在放磁体的那一端），测量出电流强度为70微安。为什么同种金属作电极在酸、碱、盐溶液中有电流的产生？电位差是怎样形成的？我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，（电子由铁离子少的那一端铁片即电源的负极流向铁离子多的那一端铁片即电源的正极）这样就有电流产生
6、。可以用化学上氧化还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸亚铁溶液中。因为在外接的电流表显示，有电流的流淌，可以证明有电子的转移，而电子流淌方向是由电源的负极流向电源的正极，负极铁片上铁原子失去电子后，就变成了铁离子，进入了硫酸亚铁溶液中。下图所示。11、确定磁场中的电化学反应的正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端
7、。这是通过电流表指针移动方一直确定的。12、变更电流表指针移动方向的试验，移动铁氧体磁体试验，将第10步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片可以退磁处理，如放在交变磁埸中退磁，产生的电流要大一些）然后放到另一片铁片旁边，同样有电流的产生，留意这时正极的位置发生了改变，电流表的指针移动方向产生了改变。假如用稀土磁体，由于产生的电流强度较大，电流表就没有必要调整0为50毫安处。而用变更接线的方式来让电流表移动。变更磁体位置：假如用磁体干脆吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来变更磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。下图所示磁体位置变更，电流表指针偏转方向变更。证明电流流淌方向变更，磁场中电化学反应
8、成立。电流流淌方向说明白磁体在电极的正极位置。三、试验结果探讨此演示试验产生的电流是微乎其微的，我认为此演示的重点不在于产生电流的强度的大小，而重点是演示出产生电流流淌的方向随磁体的位置变动而发生方向性的变更，这就是说此电源的正极是随磁体在电源的那一极而正极就在磁体的那一极。因此，可以证明，磁场中的电化学反应是成立的，此电化学反应是随磁体位置发生改变而产生的可逆的电化学反应。请特殊留意可逆二字，这是本物理现象的重点所在。通过磁场中的电化学反应证明：物理学上原电池的定律在恒定磁场中是不适用的（原电池两极是用不同种金属，而本试验两极是用相同的金属）。通过磁场中的电化学反应证明：物理学上的洛仑兹力（
9、洛伦兹力）定律应修正，洛仑兹力对磁性运动电荷是吸引力，而不是偏转力。并且洛仑兹力要做功。通过试验证明，产生电流与磁场有关，电流流流淌的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区分所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的变更而变更，这也是与以往的电池区分所在。磁场中电化学反应电源的正极与负极可以循环运用。产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第肯定律指出，在电解过程中，电极上析出产物的质量，和电解中通入电流的量成正比，法拉第电解其次定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的
10、当量成正比。法拉第常数是克当量的任何物质产生（或所需）的电量为库仑。而移动磁体或移动电极所消耗的功应等于移动磁体或移动电极所用的力乘以移动磁体或移动电极的距离。四、进一步试验的方向1、在多大的铁片面积下，产生多大的电流？详细数字还要进一步试验，从目前试验来看，铁片面积及磁场强度大的条件下，产生的电流强度大。如铁片浸入硫酸亚铁溶液20毫米时要比浸入10毫米时的电流强度大。2、产生电流与磁场有关，还要作进一步的定量试验及进一步的理论分析。如用稀土磁体比铁氧体磁体的电流强度大，在试验中，最大电流强度为200微安。可以超过200微安，由于电流表有限，没有让试验电流超过200微安。3、产生的电流值随时间
11、改变的曲线图A-T(电流-时间)，还要通过进一步试验画出。4、电解液的浓度及用什么样电解液较好？还需进一步试验。五、新学科由于磁场中的电化学反应在书本及因特网上查不到现成的资料，可以说是一门新学科，因此，还须要进一步的试验验证。此文起抛砖引玉之用。我希望与有识之士共同进行进一步的试验。我的观点是，一项新试验，须要不同的时间、不同的人、不同的地点重复试验胜利才行。参考文献注1、蓄电池的运用和维护一书中讲到碱性铁镍蓄电池的内容。1979年北京第2版，统一书号：15045总2031-有514湖南省邮电管理局蓄电池的运用和维护编写组，人民邮电出版社作者：重庆桐君阁股份有限公司办公室刘武青&第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页