磁流体发电演示仪.doc

磁流体发电演示仪 浙江省东阳市巍山高级中学（327100）杜靓 1实验装置图 实验装置见图1。 2实验原理 磁流体发电技术，就是用燃料（石油、天然气、燃煤、核能等）直接加热成易于电离的气体，使之在2000的高温下电离成导电的离子流，然后让其在磁场中高速流动时，切割磁力线，产生感应电动势，即由热能直接转换成电流（见图2）。由于无需经过机械转换环节，所以称之为“直接发电”，其燃料利用率得到显著提高，这种技术也称为“等离子体发电技术”。 本教具以饱和NaCl溶液为流体以一定的流速进入强磁场，利用电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转至两金属铜极，发出电来（见图3），从而弥补高中物理演示实验教具的空白。 3实验器材 黑色强磁铁、金属铜片、玻璃导管、饱和NaCl溶液、微安表、电解液铁箱、不锈钢架、接线柱、导线、水桶2只。见图4。 4制作流程 （1）利用不锈钢制作磁流体发电机实验的支撑框架，电解质溶液铁箱1只，回收槽1个，它们之间用玻璃导管连接，木板上安装演示微安表，整体如图4所示。 （2）选取4cmX18cm的金属铜片2片，一端由导线引出电极，方便连接微安表，如图5所不。 （3）选取2cm12cm18cm的磁铁两块，将其对吸在玻璃管两侧，如图6所示。 （4）配置饱和NaCl溶液以代替高温高压等离子体。 5操作步骤 （1）按照制作流程中所制器材安装实验模型，安装后装置如上图所示。 （2）微安表的两极与两铜条接线柱相连（如图7所示）。 （3）将已配置的饱和NaCl溶液倒入电解质溶液槽中，打开阀门，通过玻璃管经两铜条流人回收槽。 （4）通过另一个水桶打水，使回收桶内的溶液再次回到电解质溶液水箱中。 （5）观察微安表的示数变化情况。 （6）拆卸实验装置，清洗擦干。 6实验结论 测得的实验数据显示，铜条两端电压最大值可达120mV，微安表示数最大值可达100mA，且可重复操作。 7模型优点 （1）本实验装置均属原创，弥补了高中物理演示实验教具的空缺。 （2）选取的实验器材均属常见材料，制作简单，环保。 （3）实验操作安全可重复：操作过程中不存在安全隐患，符合演示实验的安全性原则，并且实验可以重复操作。 （4）实验可视度高且广。由于本教具核心部分采用通明的玻璃制作，视角大且可视度高，消除了学生头脑中对磁流体发电机的神秘感，使实验焦距做到平民化。 （5）实验结果明显、可靠。测得的实验数据显示，铜条两端所测电压最大值可达120mV，微安表示数最大值可达100mA，并且每次实验均能成功。 （6）可以由学生独立操作。本实验另一个亮点是可以两个学生组合独立自主操作，实现学生参与实验。 （7）主体部分完全依照教材3-1第98页磁流体发电原理图进行组建，学生一看就懂，便于理解。通过实验，不仅对霍尔现象，磁流体发电有了直观体验，而且为教材103页的课题研究（霍尔效应）打下了基础，使学生在学习过程中思路更灵活。 8课后练习 （1）请问有办法通过改良，实现实验想象持续显示，而不需要一次一次地利用水桶进行电解质溶液