磁流體推進模型船

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之前盛傳我國的超導磁流體推進潛艇已經下水試驗，因此掀起了一股磁流體推進熱。超導磁流體潛艇是指使用了磁流體噴水推進技術的潛艇，因為海水具有導電性，若使有電流通過的海水置于磁場中，海水將會在電磁力的作用下運動，規律與磁場下的通電導體一樣，都符合左手定則。

當海水向后運動，船就會被反作用力向前推進，這就是所謂的“磁流體推進”，處在磁場里的海水也就是“磁流體”了，“超導”則是指產生磁場的是超導體制成的線圈。雖然這是一種新的高技術裝置，但是它的原理并不復雜，我們在自己家里用一個簡單的實驗就可以演示。

準備材料：

高強度磁鐵、細銅絲、食鹽水、干電池、胡椒粉（圖1）。其中食鹽水是用來模擬海水的，為了提高導電性，增強演示效果，最好使用飽和食鹽水。

制作過程

1. 把裝有食鹽水的淺盤放在高強度磁鐵上面（圖2）。

2. 在食鹽水上撒一些胡椒粉，為的是便于觀察水的流動。取兩根細銅絲，分別與干電池的兩極相接觸。如圖3，兩銅絲的另一端間距5～10毫米，插入磁鐵正上方的食鹽水里。

可以看到，兩銅絲之間的食鹽水開始流動，懸浮在水面上的胡椒粉，非常清晰地標示出了水流的方向。電流在食鹽水里從一根銅絲流向另外一根，磁鐵的磁場方向豎直向上，根據左手定則，可以判斷出水流的方向，并跟實際觀察到的現象互相印證。改變電流或磁場的方向，水流的方向也會隨之改變。

基于上述原理再制作一個磁流體推進的模型船。

準備材料：

泡沫塑料做的船體，高強度磁鐵，9伏電池，銅片（圖4）。

制作步驟：

1. 把磁鐵放進泡沫船體后方挖好的小孔里固定；再把銅片從磁鐵兩側穿過泡沫，但是不要與磁鐵相互接觸（圖5、圖6、圖7）。

2. 用一點兒雙面膠把9伏電池粘在船上。一個銅片與電池正極連接，另一個與負極連接，一艘磁流體推進船的模型就完成了（圖8、圖9）！

3. 把船放進食鹽水里進行試驗！由于這個模型的推進力非常微弱，因此要輕輕地把船模放進水里，盡量不要讓水面發生波動。在最初的幾十秒里，可以看到船緩慢地開始航行。如果發現船是倒退的，可以改變磁極或者電流的方向（圖10）。

實際應用中的磁流體推進器不是利用磁鐵，而是由超導體線圈產生磁場的。眾所周知，上海的磁懸浮列車，超導線圈產生的超強磁場可以托起一輛列車，當然也能推動一艘輪船了！

注意：把船模放進食鹽水后，會發現兩銅片之間有氣泡冒出。這是因為在進行電解食鹽水的反應，接電池正極的銅片上有氯氣產生，負極產生氫氣。由于氯氣是有毒的，因此船模放在水里的時間不應過長，建議在30秒以內，而且需要選擇在通風良好的環境下進行。另外9伏電池的電壓衰減很快，這是因為放電電流很大，對電池有損害，這也要求船模的航行時間限制在30秒以內。