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☀物理|强磁铁+粗铜管=神奇的楞次定律!

 豫见物理 2021-09-23


最近讲授《楞次定律》,借用一位初中生的科普玩具:一枚强磁铁+一根厚铝管。磁铁在铝管内以很慢的速度下落,神奇的现象让人过目不忘。


今天在网上检索,发现一个更加神奇的视频,作为一个物理人,这种视觉享受更加过瘾!

不罗嗦,直接上视频!


是什么原因让磁铁下降的如此缓慢呢?且听微主慢慢道来!

1.楞次定律的角度:

首先将铜管想象为很多摞在一起的铜环,磁铁在铜管中下落时,磁铁上方的铜环磁通量减小,该圆环到的感应磁场与磁铁磁场必然异名相吸;磁铁下方的铜环磁通量增加,该圆环到的感应磁场与磁铁磁场必然同名相斥;结果是上方的圆环吸引磁铁,下方的圆环排斥磁铁,磁铁的下降自然就受阻了。

2.电磁阻尼的角度:

是磁铁在下降过程中,磁感线穿过铜管壁,在铜管内产生涡流,涡流磁场阻碍磁铁的下落。

3.来拒去留的角度:

感应电流的磁场总是阻碍导体与磁体之间的相对运动,因此磁铁在下落过程中必将受到阻力。

4.能量守恒的角度:

电磁感应的实质是机械能向电能的转化。由于发生了电磁感应现象,有电能产生,必然有机械能的减少,因此磁铁的下落必然受阻。

课堂花絮

最近讲授《楞次定律》这节课,研究的是感应电流与磁通量变化之间的关系,磁通量是磁学量,感应电流是电学量,两者不在一个领域,很难勾搭在一起。为了研究两者之间的关系,必须找到一个第三者!

我给学生们讲了我的一个故事:我在上初一的时候,有一个同桌,关系一般,不咸不淡,仅仅是同桌而已。有一次我去参加舅舅的婚礼,我发现这个同桌也在,甚为惊讶。原来我舅妈是我同桌的姑姑!我和同桌有了这样一层亲戚关系,关系顿时就亲密无间了此处有持续5秒钟以上的掌声!

初三毕业,我们报考并考上了同一所省重点高中,新高一看榜进班,我们俩又是一个班,还做同桌;高三毕业,我们又不约而同地报考并考上了同一所大学此处有持续5秒钟以上的掌声!

正是这种亲戚关系,让我俩保持并深化了长达十年的同学情谊此处有持续5秒钟以上的掌声!

需要提醒的是,我的同桌是个男同学哦此处有持续10秒钟以上的掌声、跺脚声和嚎叫声!

所以,为了研究感应电流与磁通量变化之间的关系,必须找到一个类似我舅妈即她姑妈这样的关系人,就是感应电流的磁场。通过感应电流的磁场,让感应电流与磁通量的变化勾搭在一起此处有持续10秒钟以上的掌声、跺脚声和嚎叫声!

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