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《磁场中的电化学反应》实验报告

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《磁场中的电化学反应》实验报告
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《磁场中的电化学反应》实验报告

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,在磁场中是可以发生电化学反应的。本实验报告是研究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、实验方法和观察结果

1、所用器材及材料

(1):长方形塑料容器一个。约长100毫米、宽40毫米、高50毫米。

(2):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Φ30*23毫米二块、稀土磁体Φ12*5毫米二块、稀土磁体Φ18*5毫米一块。

(3):塑料瓶一个,内装硫酸亚铁,分析纯。

(4):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节一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0,或者不调节。

3、 "磁场中的电化学反应"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动方向来设计的,(也有随电流流动方向改变,电流表指针可以左右偏转的电流表。本实验报告示意图就是画的随电流流动方向改变,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动方向,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,可以判断出"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,可以看到悬空磁体已开始运动,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。实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附近,让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流,可以看到有电流的产生。(如果用单方向移动的电流表,注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。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,有电流的流动,可以证明有电子的转移,而电子流动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。

1

1、 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。这是通过电流表指针移动方向来确定的。

1

2、 改变电流表指针移动方向的实验,移动铁氧体磁体实验,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附近,同样有电流的产生,注意这时正极的位置发生了变化,电流表的指针移动方向产生了变化。

如果用稀土磁体,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移动。

改变磁体位置:如果用磁体直接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。

下图所示磁体位置改变,电流表指针偏转方向改变。证明电流流动方向改变,《磁场中电化学反应》成立。电流流动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不足道的,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动的方向随磁体的位置变动而发生方向性的改变,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变化而产生的可逆的电化学反应。请特别注意"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实: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,而本实验两极是用相同的金属)。

通过磁场中的电化学反应证实: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。并且洛仑兹力要做功。

通过实验证实,产生电流与磁场有关,电流流流动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别所在。而且,正极与负极可以随磁体位置的改变而改变,这也是与以往的电池区别所在。

《磁场中电化学反应》电源的正极与负极可以循环使用。

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,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1克当量的任何物质产生(或所需) 的电量为96493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、进一步实验的方向

1、 在多大的铁片面积下,产生多大的电流?具体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。可以超过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行进一步的实验。

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。

参考文献

1、《蓄电池的使用和维护》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《蓄电池的使用和维护》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&

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随着个人素质的提升,报告使用的频率越来越高,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。报告书写有哪些要求呢?我们怎样才能写好一篇报告呢?下面是小编为大家带来的报告优......
《心育知识与技能在学校中的应用研究》实验报告
发布时间:2023-07-12
主题词:心育知识、综合实践活动、学科渗透 XX年7月始,我们在全县21所中小学校中进行了“心育”综合实践活动实验,该实验在XX年经教育部规划课题总课题组批准,被确定为全国教育科学研究“十五”规划重大课题子.........
初中化学实验操作考试 初中化学实验题必考大全
发布时间:2023-05-01
每个人都曾试图在平淡的学习、工作和生活中写一篇文章。写作是培养人的观察、联想、想象、思维和记忆的重要手段。那么我们该如何写一篇较为完美的范文呢?这里我整理了一些......
最新初中化学实验教学总结 初中化学实验总结(九篇)
发布时间:2023-01-29
总结是对某一特定时间段内的学习和工作生活等表现情况加以回顾和分析的一种书面材料,它能够使头脑更加清醒,目标更加明确,让我们一起来学习写总结吧。优秀的总结都具备一......
最新初中化学实验教学总结 初中化学实验总结(8篇)
发布时间:2023-06-20
总结是把一定阶段内的有关情况分析研究,做出有指导性的经验方法以及结论的书面材料,它可以使我们更有效率,不妨坐下来好好写写总结吧。总结书写有哪些要求呢?我们怎样才......
电算化的实训报告(八篇)
发布时间:2023-04-05
随着个人素质的提升,报告使用的频率越来越高,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。大家想知道怎么样才能写一篇比较优质的报告吗?下面我就给大家讲一讲优秀的报告文章......
最新简单化学实验报告(八篇)
发布时间:2023-03-24
报告,汉语词语,公文的一种格式,是指对上级有所陈请或汇报时所作的口头或书面的陈述。那么什么样的报告才是有效的呢?这里我整理了一些优秀的报告范文,希望对大家有所帮......
化学实验报告《观察铁钉生锈的过程》
发布时间:2023-05-03
1>,生锈,但不严重,水中溶解有一定的空气,金属铁在潮湿的空气中生锈; 2>,不生锈,只有水,但是没有空气; 3>,生锈,最严重,水和空气都很充足; 4>,生锈,较严重,空气中有一定量的水蒸气。 蒸馏水中的铁.........
大学生电算化实习报告
发布时间:2022-08-14
我在大学学习的是会计专业,现代社会经济在不断的发展,对会计的要求也是一直在提高,不过这些都是我们能够应付的了的,只要我们能够时刻的注意到现实情况,将自己的专业知识和能力锻炼好,就可以适应任何情况。.........
电生磁教学目标 电生磁公开课优质
发布时间:2023-04-19
在日常学习、工作或生活中,大家总少不了接触作文或者范文吧,通过文章可以把我们那些零零散散的思想,聚集在一块。范文书写有哪些要求呢?我们怎样才能写好一篇范文呢?下......
初三化学实验工作总结报告 初三化学实验工作总结(5篇)
发布时间:2023-05-08
报告材料主要是向上级汇报工作,其表达方式以叙述、说明为主,在语言运用上要突出陈述性,把事情交代清楚,充分显示内容的真实和材料的客观。报告对于我们的帮助很大,所以......
2023年化学实验工作总结报告 化学实验工作总结8篇(精选)
发布时间:2023-05-21
“报告”使用范围很广,按照上级部署或工作计划,每完成一项任务,一般都要向上级写报告,反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想等,以......
实验报告格式 实验报告电子版格式(十五篇)
发布时间:2023-06-24
随着个人素质的提升,报告使用的频率越来越高,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。报告的格式和要求是什么样的呢?下面我就给大家讲一讲优秀的报告文章怎么写,我们一......
实验室化验员工作总结报告 实验室化验员工作总结(六篇)
发布时间:2023-01-12
随着社会一步步向前发展,报告不再是罕见的东西,多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。那么什么样的报告才是有效的呢?下面是小编带来的优秀报告范文,希望大家能够喜欢......
化学方程式配平氧化还原反应 高中氧化还原反应化学方程配平优秀
发布时间:2023-05-04
人的记忆力会随着岁月的流逝而衰退,写作可以弥补记忆的不足,将曾经的人生经历和感悟记录下来,也便于保存一份美好的回忆。写范文的时候需要注意什么呢?有哪些格式需要注......
最新会计电算化的实训报告 会计实训电算化报告(十七篇)
发布时间:2023-02-06
随着社会不断地进步,报告使用的频率越来越高,报告具有语言陈述性的特点。写报告的时候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?下面是小编帮大家整理的最新报告范文,仅供......
电焊实验实训报告(9篇)
发布时间:2023-07-01
随着社会不断地进步,报告使用的频率越来越高,报告具有语言陈述性的特点。报告书写有哪些要求呢?我们怎样才能写好一篇报告呢?这里我整理了一些优秀的报告范文,希望对大......
高中化学氧化还原反应教案 新教材氧化还原反应教案优质
发布时间:2023-03-10
学反应遵循质量守恒定律,这也意味着一种物质失去氧的同时必然有一种物质是得到氧的,所以氧化反应和还原反应一定是相伴相生,不可割裂的。以下是小编整理的高中化学氧化还......
初中化学实验教学计划 化学实验教学计划(十五篇)
发布时间:2023-03-19
时间就如同白驹过隙般的流逝,我们的工作与生活又进入新的阶段,为了今后更好的发展,写一份计划,为接下来的学习做准备吧!什么样的计划才是有效的呢?下面是小编带来的优......
电动涡轮增压后的实验报告
发布时间:2023-02-11
电动涡轮增压后的实验报告电动增压刚开始调到2000转或100公里时速时打开,后又调到1800转 90公里时速时打开。安装后的主要感觉,马力有所增加,扭力增大了,油耗没有增大还是保持100公里10升以下。我平时开车过.........
2023年电气自动化技术的实训报告 实训报告电气自动化(12篇)
发布时间:2023-04-15
报告,汉语词语,公文的一种格式,是指对上级有所陈请或汇报时所作的口头或书面的陈述。那么什么样的报告才是有效的呢?下面是我给大家整理的报告范文,欢迎大家阅读分享借......
最新化学实验室自查报告 生物实验室自查报告(优秀16篇)
发布时间:2023-05-10
在当下社会,接触并使用报告的人越来越多,不同的报告内容同样也是不同的。优秀的报告都具备一些什么特点呢?又该怎么写呢?以下是我为大家搜集的报告范文,仅供参考,一起......
基础生化实验报告(十篇)
发布时间:2023-05-15
在经济发展迅速的今天,报告不再是罕见的东西,报告中提到的所有信息应该是准确无误的。那么报告应该怎么制定才合适呢?这里我整理了一些优秀的报告范文,希望对大家有所帮......
2023年生物化学实验报告(十五篇)
发布时间:2023-07-19
随着社会一步步向前发展,报告不再是罕见的东西,多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。那么报告应该怎么制定才合适呢?下面是小编帮大家整理的最新报告范文,仅供参考,......
2023年九年级化学实验报告(15篇)
发布时间:2023-04-15
报告,汉语词语,公文的一种格式,是指对上级有所陈请或汇报时所作的口头或书面的陈述。写报告的时候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?这里我整理了一些优秀的报告范......
最新会计电算化实训报告书 会计电算化的实训报告(实用二十篇)
发布时间:2023-03-31
在当下社会,接触并使用报告的人越来越多,不同的报告内容同样也是不同的。那么什么样的报告才是有效的呢?这里我整理了一些优秀的报告范文,希望对大家有所帮助,下面我们......
会计电算实验总结 电算会计实训实验报告模板
发布时间:2023-05-27
随着社会不断地进步,报告使用的频率越来越高,报告具有语言陈述性的特点。优秀的报告都具备一些什么特点呢?又该怎么写呢?这里我整理了一些优秀的报告范文,希望对大家有......
最新化学实验报告大一(十二篇)
发布时间:2023-07-17
报告,汉语词语,公文的一种格式,是指对上级有所陈请或汇报时所作的口头或书面的陈述。怎样写报告才更能起到其作用呢?报告应该怎么制定呢?下面是小编带来的优秀报告范文......
电气自动化学生实习报告
发布时间:2023-01-03
一、实习目的生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在生产实习过程中,学校也以培养学生观察问题、解决问题和向生产实际学习的能力和方法为目标。培养我们的团结合作精神,牢固树立我们的群.........
2023年电生磁教学目标 电生磁公开课优质
发布时间:2023-04-19
在日常学习、工作或生活中,大家总少不了接触作文或者范文吧,通过文章可以把我们那些零零散散的思想,聚集在一块。范文书写有哪些要求呢?我们怎样才能写好一篇范文呢?下......