Question

物理楞次定律的问题

绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则（ ）A．铝环不断升高 B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
求详细，答案CD，可是为什么啊？铝环向上跳起时通过铝环的磁通量不是减少了么？

Answer 1

D的话应该没什么问题吧……
C的话铝环一开始因为电键闭合，磁通量突然增大而受到向上的磁场力，所以向上跳起。之后飞到超出线圈的高度时，磁通量会减小，根据楞次定律线圈对它有一个向下的磁场力，加上本身的重力，铝环就会下落。下落时磁通量又逐渐增大，所以受到向上的磁场力，所以下落的速度会比自由落体慢。
本人化学生，物理不好莫喷……感觉楞次定律和勒沙特列原理就是一个意思，总是跟你对着干就是了

追问

我也是这样想的...不过这是建立在跳起后回落这个大前提下吧，而且闭合的下一个瞬间磁通量不是减少了么？

追答

至少在铝环飞出线圈之前磁通量是不变的，所以支持铝环飞出去的只是电键刚闭合时那一下子的安培力。一旦铝环飞出线圈了，就像我刚才说的，磁通量就会减小，重力和安培力都会向下，所以铝环肯定会下落的

追问

能再详细点么...总觉得差不多了，一个问题是铝环飞出去之前为什么磁通量不变，另一个是出去线圈后磁通量减少了，往下不是又会增加了么？

追答

恩对，其实最快回答的那位也是这个意思。
第一个问题：电键闭合，电流平稳后，你就直接把线圈看成条形磁铁好了。一个铝环套在条形磁铁上，不管怎么上下移动，磁通量应该都是不变的。具体你可以看看通电线圈周围的磁感线分布，找张图看看就明白了。
第二个问题：没错，的确又会增加，但是这个增加的磁通量产生的安培力不足以抵消重力，所以铝环仍会下降，只是比自由落体慢。
楞次定律要理解是有点难……本人高二学楞次定律时跟同桌天天吵架，因为两人理解方式完全不同……
加一句：电键闭合产生的安培力和铝环下落产生的安培力有很大的区别。前者取决于线圈里电流的大小，磁通量的变化想要多大就能多大，所以只要电流够大、磁场够强，就一定可以飞出去；而后者是铝环自身下落产生的磁通量变化，那么根据楞次定律的定义，这个力只能够做到阻碍物体的运动，并不能彻底逆转铝环的运动方向，所以铝环依然会减速下落

追问

楞次有说只能阻碍物体运动么？不是阻碍磁通量的变化么？

追答

这样吧，我算一个看看，稍微等我一下

Answer 2

你好，很高兴为您解答！
当闭合开关，电流突然增加，线圈的磁通量突然增加，铝环会产生阻碍线圈磁通量增加的感应电流，所产生的安培力对线圈有排斥作用，所以铝环会跳起来，到一定高度就会落下来

正负级对调，只要是电流突然增加，效果是一样的，现象就一样了

正是因为根据楞次定律，铝环跳起磁通量减少就是为了阻碍线圈的磁通量突然增加
如需详解欢迎追问，闻过则喜，答题不易希望采纳！

追问

为什么到一定高度会落下？铝环受力是如何的？求详解

追答

由于当闭合开关，电流突然增加，线圈的磁通量突然增加铝环会产生感应电流，但在闭合瞬间过后，电流已经稳定了，不再有磁通量的变化，铝环不再有感应电流，所产生对线圈的排斥作用也就不存在了，不考虑空气阻力，在最高点只在重力作用下而开始下落，下落过程中通过铝环的磁通量应该也有变化，但最终还是会下落的

Answer 3

闭合电键的瞬间 磁通量增加 所以会跳起
保持电键闭合 磁通量不变 所以没有受安培力 受重力回落下来

追问

保持电键闭合 磁通量不变，就是这句不是很懂,铝环向上跳起了磁通量还不会变么？

追答

哦 这样理解就更明显了
跳起了磁通量减少 就要向磁通量增大的趋势 也就是受安培力向下了

追问

就是这里....安培力向下...穿过的磁通量又增大了...0.0不是么？

追答

磁通量又增大 嗯
楞次定律是阻碍磁通量变化不是阻止 所以在受重力的情况下
安培力一定会小于重力

追问

安培力要是小的话，它又是如何跳起的？

追答

跳起是因为一开始 闭合电键过程中磁通量变化极大 产生的力比重力大很多 所以跳起
后来掉下来磁通量变化不是由磁场变化导致的 是他自己运动导致的 所以用楞次定律 安培力小于重力

Answer 4

闭合电建瞬间，线圈中的电流从无到有，也就是说电流可认为是在增大的，这样通过铝环的磁通量也会跟着增大，这样根据楞次定律，铝环产生自感以阻碍这种磁通量的增加，所以向上跳起，这样磁通量就可以减少了。向上跳起的目的就是为了阻碍磁通量的增加