浮環實驗釋疑

朱木清

(武漢市黃陂區第一中學 湖北 武漢 430300)

實驗現象：插有鐵芯的線圈直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環，線圈與電源、開關相連，如圖1所示．若線圈與直流電源相連，閉合電鍵后瞬間，看到鋁環向上“跳”起．如果接在電壓適當的交流電源上，可看到鋁環“懸浮”在空中．試解釋其原因．

圖1

現象釋疑：當線圈接通直流電源瞬間，通過鋁環的磁通量增大，在環中產生感應電流．感應電流同時受到線圈磁場作用，作用效果表現為“反抗”其產生“原因”，使自己向磁通量小的地方跑，這就是“上跳”的原因．

以上解釋中犯了一個關鍵性錯誤：忽視了套在鐵芯上的鋁環自感作用．不能把鋁環當純電阻，原線圈通以正弦交流電，環中感應電流并非為余弦交流電．

圖2