不靠磁力的“磁力刹车系统”

史金阳

磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，工作效应比靠摩擦力刹车更稳定。磁力刹车靠的是“同性相斥、异性相吸”的磁力吗？答案是否定的。让我们一起动手制作一个简易装置，模拟磁力刹车的工作过程，学习什么是磁力刹车吧！

实验材料

带吊环的磁铁、铝片、铁片、棉线

实验步骤

实验步骤

实验原理

磁力刹车是楞次定律的众多应用之一。楞次定律可以理解为导体内部产生的感应电流总是阻碍外在磁场的变化。通俗地讲，即导体总是维持自身所处磁场不发生剧烈变化。

根据生活经验，越靠近磁铁，磁场越强；越远离磁铁，磁场越弱。实验中，当磁铁靠近铝片时，铝片感受到的磁场是逐渐增强的。根据楞次定律，铝片内部就会产生阻碍磁场增强的电流，而这个电流又会产生与当前磁铁相抗衡的磁场，从而延缓磁铁的靠近，减缓自身所处磁场的变化速度；宏观上，产生了对抗磁铁靠近的力。

反之，当磁铁远离铝片时，铝片所处磁场减小，铝片内部会产生阻碍磁场减弱的电流；在宏观上，产生阻止磁铁远离的力。

这种現象，我们可以归纳为简单的四个字：来拒去留。

如图所示，磁铁在铝片附近徘徊时，磁铁总是受到一个阻碍它运动的力（来时不让来，走时不让走），使它的速度逐渐降低，最终到达静止状态，周围空间的磁场也不再发生明显变化。