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1、物理论文之磁场中的电化学反响实验报告论文 彭凡一、前言现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反响。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不需要磁场的参与。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与。通过数次实验证明，在磁场中是能够发生电化学反响的。本实验报告是研究电化学反响发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。磁场中的电化学反响不同于燃料电池、磁流体发电。二、实验方法和观察结果1、所用器材及材料（）：长方形塑料容器一个。约长100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30*23毫米二
2、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。（对铁片要进展除锈处理，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。外表用砂纸处理。2、 电流表，0至200微安。用微安表，由于要让指针能向左右挪动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调理一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调理。3、 “磁场中的电化学反响”装置是直流电源，本实验由于要使用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是按照电流流淌方向来设计的，（也有随电流流淌方向改变，电流表指针能够左右偏转的电流表。本实验报告示意图确实是画的
3、随电流流淌方向改变，电流表指针能够向左或向右偏转的电流表）。因而本演示所讲的是电流流淌方向，电流由“磁场中的电化学反响”装置的正极流向“磁场中的电化学反响”装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，能够推断出“磁场中的电化学反响”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
4、时，能够看到悬空磁体已开场运动，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我们得到如此的共识，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，参加蒸溜水溶解硫酸亚铁。能够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。实验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方描绘器中的液面高度为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附近，让此铁片
5、处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，能够看到有电流的产生。（假设用单方向挪动的电流表，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？电位差是如何样构成的？我是如此看这个征询题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因而，在此铁片的外表吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的外表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
6、源的正极）如此就有电流产生。能够用化学上氧化复原反响定律来看这个征询题。处在磁埸这一端的铁片的外表由于有大量带正电荷的铁离子聚拢在外表， 而没有处在磁埸的那一端的铁片的外表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外表上的铁离子得到电子（复原）变为铁原子沉淀在铁片外表，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。由于在外接的电流表显示，有电流的流淌，能够证明有电子的转移，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。以下列图所示。11、 确定“磁场中的电化学反响”的
7、正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端。这是通过电流表指针挪动方向来确定的。12、 改变电流表指针挪动方向的实验，挪动铁氧体磁体实验，将第10步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片能够退磁处理，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附近，同样有电流的产生，留意这时正极的位置发生了变化，电流表的指针挪动方向产生了变化。假设用稀土磁体，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。而用改变接线的方式来让电流表挪动。改变磁体位置：假设用磁体直截了当吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来改变磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。以下列图所示磁体位置改变，电流表指针偏
8、转方向改变。证明电流流淌方向改变，磁场中电化学反响成立。电流流淌方向说明了磁体在电极的正极位置。三、实验结果讨论此演示实验产生的电流是微缺乏道的，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改变，这确实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。因而，能够证明，“磁场中的电化学反响”是成立的，此电化学反响是随磁体位置发生变化而产生的可逆的电化学反响。请特别留意“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响证明：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，而本实验两极是用一
9、样的金属）。通过磁场中的电化学反响证明：物理学上的洛仑兹力（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。同时洛仑兹力要做功。通过实验证明，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，当负极耗费后又补充到正极，由于两极是同种金属，因而总体来说，电极没有发生耗费。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极能够随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。磁场中电化学反响电源的正极与负极能够循环使用。产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第一定律指出，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
10、，法拉第电解第二定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的当量成正比。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。而挪动磁体或挪动电极所耗费的功应等于挪动磁体或挪动电极所用的力乘以挪动磁体或挪动电极的间隔。四、进一步实验的方向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实验，从目前实验来看，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实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，在实验中，最大电流强度为200微安。能够超过200微安，由于电流表有限，没有让实验电流超过200微安。3、 产生的电流值随时间变化的曲线图A-T（电流-时间），还要通过进一步实验画出。4、 电解液的浓度及用什么样电解液较好？还需进一步实验。五、新学科由于磁场中的电化学反响在书本及因特网上查不到现成的材料，能够说是一门新学科，因而，还需要进一步的实验验证。此文起抛砖引玉之用。我希望与有识之士共同进展进一步的实验。我的观点是，一项新实验，需要不同的时间、不同的人、不同的地点重复实验成功才行。