浮環(huán)實驗釋疑

朱木清

(武漢市黃陂區(qū)第一中學 湖北 武漢 430300)

實驗現(xiàn)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(huán)，線圈與電源、開關(guān)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(huán)向上“跳”起．如果接在電壓適當?shù)慕涣麟娫瓷希煽吹戒X環(huán)“懸浮”在空中．試解釋其原因．

圖1

現(xiàn)象釋疑：當線圈接通直流電源瞬間，通過鋁環(huán)的磁通量增大，在環(huán)中產(chǎn)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(xiàn)為“反抗”其產(chǎn)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(guān)鍵性錯誤：忽視了套在鐵芯上的鋁環(huán)自感作用．不能把鋁環(huán)當純電阻，原線圈通以正弦交流電，環(huán)中感應電流并非為余弦交流電．

圖2