洛侖茲力的演示方法

洛侖茲力是磁場對于運動電荷的作用力，一般學校都沒有洛侖茲力演示儀，在講這部分內容時，老師就在黑板上畫個圖講一講，學生往往是半信半疑。要使學生很快地接受和掌握洛侖茲力的有關知識，老師做好演示實驗是很重要的一個環節。筆者經過反復實驗，設計了一種理化結合的方法，能夠較好的演示洛侖茲力，現介紹如下。

1器材準備

①氯化鋇溶液100ml；②大型的U型磁鐵1塊；③學生電源1個；④5cm×10cm的銅片兩塊，作電極用；⑤長方形10cm×20cm×5cm或正方形15cm×15cm×5cm水槽1個；⑥電流表1個；⑦泡沫塑料1小塊；⑧小開關1個，幾根導線．

2儀器安裝

把導線用錫焊焊接在銅片的中間；將兩塊銅片固定在水槽的兩端；用導線將學生電源、電流表、小開關和兩塊銅片連接；把氯化鋇溶液倒入水槽內；然后將泡沫塑料的一個個小顆粒扳下來放入氯化鋇溶液表面，它們都浮在溶液上面，如圖1所示．

圖1 實驗原理圖

3實驗原理

氯化鋇溶液中存在著大量的Ba++離子和Cl－離子， 在電場力的作用下，它們向相反的方向運動，離子導電，形成離子流．如果只有電場力的作用，Ba++離子和Cl－離子只能沿著電場線的方向運動，這樣在一條直線上方向相反的兩種離子的運動，對于浮在表面上的泡沫塑料的碰撞不會引起泡沫塑料的運動。若在導電區內再加上一個與電場、液面都垂直的磁場，則運動的Ba++離子和Cl－離子將受到同一方向的洛侖茲力， 因此它們會對于浮在液面上的泡沫塑料向一個方向碰撞，從而使泡沫塑料作定向運動，如圖2所示．

圖2 泡沫塑料作定向運動圖

4實驗步驟

①將實驗器材安裝好在檢查無誤后接通小開關，從電流表上可以讀出回路中的電流大小．這時注意觀察浮在液面上的泡沫塑料顆粒是否發生運動，在沒有加上磁場前，泡沫塑料顆粒是不動的．

②斷開小開關，把水槽放到U型磁鐵中間，使磁場方向既垂直液面又垂直電場方向。這時觀察在沒有接通電源時泡沫塑料顆粒是否發生運動．

③接通電源，再注意觀察泡沫塑料顆粒是否發生運動，它們如何運動．根據電流的方向我們首先判斷正、負離子的運動方向；再觀察泡沫塑料顆粒的運動方向，試一試看是否符合左手定則的規則．