不靠磁力的“磁力剎車系統(tǒng)”

史金陽

磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置，工作效應比靠摩擦力剎車更穩(wěn)定。磁力剎車靠的是“同性相斥、異性相吸”的磁力嗎？答案是否定的。讓我們一起動手制作一個簡易裝置，模擬磁力剎車的工作過程，學習什么是磁力剎車吧！

實驗材料

帶吊環(huán)的磁鐵、鋁片、鐵片、棉線

實驗步驟

實驗步驟

實驗原理

磁力剎車是楞次定律的眾多應用之一。楞次定律可以理解為導體內部產生的感應電流總是阻礙外在磁場的變化。通俗地講，即導體總是維持自身所處磁場不發(fā)生劇烈變化。

根據(jù)生活經驗，越靠近磁鐵，磁場越強；越遠離磁鐵，磁場越弱。實驗中，當磁鐵靠近鋁片時，鋁片感受到的磁場是逐漸增強的。根據(jù)楞次定律，鋁片內部就會產生阻礙磁場增強的電流，而這個電流又會產生與當前磁鐵相抗衡的磁場，從而延緩磁鐵的靠近，減緩自身所處磁場的變化速度；宏觀上，產生了對抗磁鐵靠近的力。

反之，當磁鐵遠離鋁片時，鋁片所處磁場減小，鋁片內部會產生阻礙磁場減弱的電流；在宏觀上，產生阻止磁鐵遠離的力。

這種現(xiàn)象，我們可以歸納為簡單的四個字：來拒去留。

如圖所示，磁鐵在鋁片附近徘徊時，磁鐵總是受到一個阻礙它運動的力（來時不讓來，走時不讓走），使它的速度逐漸降低，最終到達靜止狀態(tài)，周圍空間的磁場也不再發(fā)生明顯變化。