國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

目的

瞭解磁鐵在運動中受力的作用情形。

實驗

實驗裝置: 約一米長的塑膠桿和鋁桿各一枝,垂直站立。強力磁環、鐵環各一只。

  1. 磁環在塑膠桿上、鐵環在鋁桿上自由滑落,觀察兩者滑落速率的差別。
  2. 磁環在鋁桿上、鐵環在塑膠桿上自由滑落,觀察兩者滑落速率的差別。

    實驗演示

    ×實驗演示

原理思考

  1. 磁鐵不會吸引鋁桿,為什麼滑落速率會不同?
  2. 什麼樣的力造成滑落速率的不同?

原理探究

×原理探究

  1. 磁鐵運動時造成週遭磁通量變動,楞次定理會在週遭產生感應電動勢。
  2. 感應電動勢在塑膠桿中沒有任何反應是因為它的電阻無限大,沒有渦電流的產生。磁鐵以自由落體的速率掉落。
  3. 感應電動勢在鋁桿中產生強大的渦電流(是因為它的電阻很小),渦電流產生的磁場抵抗磁鐵的運動造成磁鐵以較慢的速率掉落。

討論

  1. 換作鐵桿實驗的結果會如何?
  2. 換作其他材料的桿子實驗的結果會如何?

關於實驗

  1. 使用的永久磁環磁力越強越好。
  2. 各類桿子的下端裝上海綿塊,避免磁鐵環因撞擊而破損。
  3. 可同本網站中的實驗E05.感應煞車實驗E06.鋁片飄浮實驗E11.下落磁環做比較。

製作

v.1 曾前助理

v.2 曾前助理

指導老師

易台生

撰稿

朱慶琪