浮环实验释疑

朱木清

(武汉市黄陂区第一中学 湖北 武汉 430300)

实验现象：插有铁芯的线圈直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图1所示．若线圈与直流电源相连，闭合电键后瞬间，看到铝环向上“跳”起．如果接在电压适当的交流电源上，可看到铝环“悬浮”在空中．试解释其原因．

图1

现象释疑：当线圈接通直流电源瞬间，通过铝环的磁通量增大，在环中产生感应电流．感应电流同时受到线圈磁场作用，作用效果表现为“反抗”其产生“原因”，使自己向磁通量小的地方跑，这就是“上跳”的原因．

以上解释中犯了一个关键性错误：忽视了套在铁芯上的铝环自感作用．不能把铝环当纯电阻，原线圈通以正弦交流电，环中感应电流并非为余弦交流电．

图2