跳圈实验的启示

余念祖

(昆明市第十二中学 云南 昆明 650041)

楞次定律是电磁感应中一个十分重要的定律，然而，笔者却发现目前教科书中有关楞次定律的表述与“跳圈实验”不完全相符.我认为，该定律的描述存在缺陷，需要纠正.2012年笔者又仔细地重做了跳圈实验，实验结果是成功的，再次证实了楞次定律的描述存在问题.现把这个实验的情况及笔者的分析介绍给大家.

笔者实验的目的是要观察“跳圈”(实际就是几个铝和铜的闭合线圈)在下述几种情况下的运动，以证实笔者多年的怀疑.实验分3种情况进行.

1 有铁芯时的实验

(1)实验器材

铁芯1个(一捆几十根长约40 cm的软铁丝)，金属线圈3个，即铝圈a(较厚约2.4 mm)、铝圈b(较薄约0.5 mm)、铜圈c，原线圈(由多匝的漆包线绕成)1个，插头和按钮开关各1个,导线若干.

(2)操作和观察

1)将原线圈竖放(即线圈的中心轴在竖直方向)，插入铁芯，也使其竖直.接到220 V交流电路上(开关是断开的)，铁芯套上铝圈a，按下按钮接通电路(时间要短,因导线过细、电流过大)，观察到铝圈a迅速跳起约50 cm高(图1).

图1 用铝圈a进行实验

将原线圈倒过来竖放再做，a圈仍然迅速跳起约50 cm高，没有差别.

2)其他不变，将铝圈a换成b圈，短时接通电路，观察到b圈跳起约25 cm悬于空中，说明此处向上的推斥力等于重力，倒过来放也是一样(图2).

图2 用铝圈b进行实验

3)其他不变，把铝圈b换成铜圈c.短时接通电路，观察到c迅速跳起约53 cm高.(图3)

图3 用铝圈c进行实验

这就是有铁芯的跳圈实验.实验中3个金属圈都跳起,说明它们……