北京
一張“二次元”鋁箔
它明明沒有磁性
卻會跟著磁鐵移動！
推動它的力量
竟然是傲嬌屬性？
今天，我們就用一個小實驗
揭開這個奇妙現象！
實驗器材
一盆水、鋁箔紙、強磁鐵、所標杯
實驗步驟
撕出一片大小合適的鋁箔紙，既不能太大也不能太小。
將強磁鐵靠近鋁箔紙，發現鋁箔紙并不會像鐵釘那樣被磁鐵吸住，說明它本身并不是鐵磁性材料。
將這片鋁箔輕輕平放在一盆水的水面上，使它自然漂浮，等待水面逐漸平穩。
第三步：
把強磁鐵放在鋁箔上方，保持一定距離，不要碰到鋁箔和水面。然后緩慢移動磁鐵。發現鋁箔會隨著磁鐵的移動方向發生位移；當磁鐵反向移動時，鋁箔的運動方向也會隨之改變。
原理解說
為什么鋁箔本身沒有磁性、也不會被磁鐵吸引，但是在這個實驗中卻會跟著磁鐵移動呢？
這是因為磁鐵的移動使鋁箔中產生了感應電流！下面，我們使用電磁感應的楞次定律來分析為什么這會導致鋁箔跟隨磁鐵移動。
楞次定律：感應電流的磁場，總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
我們首先考慮磁鐵靜止的情況。不失一般性地，我們考慮磁鐵N極向下，磁感線自上而下穿過鋁箔。此時，由于鋁箔并非鐵磁材料，也不存在感應電流，所以鋁箔漂浮在水面上，靜止不動，不受磁鐵影響。
當我們手中的強磁鐵向前移動時，對于鋁箔的前端部分，磁鐵帶來的磁通量會增大（有更多的磁感線穿過）。根據楞次定律，鋁箔的前端部分會產生局部的逆時針旋轉的電流，感生磁感線的方向向上，試圖抵消磁通量的增加。這等效于鋁箔的前端感應出了一個N極向上的小磁鐵，與我們手中的強磁鐵互相排斥，傲嬌地抗拒強磁鐵的靠近。這種排斥力會推動鋁箔向前移動。
對于鋁箔的后端部分，磁鐵帶來的磁通量會減小。那么相反地，根據楞次定律，這會產生順時針的感生電流，感生磁感線的方向向下，試圖彌補磁通量的減少。這等效于鋁箔的前端感應出了一個S極向上的小磁鐵，與我們手中的強磁鐵互相吸引，傲嬌地挽留正在遠離的磁鐵。這種吸引力也會推動鋁箔向前移動。
由于鋁箔漂浮在水面上，其向前運動時受到的阻力很小，因此這種電磁感應產生的微弱排斥力和吸引力就足以推動鋁箔產生明顯地位移。
在這個實驗中，我們可以很直觀地體會到楞次定律的“來拒去留”傲嬌屬性：鋁箔的前端部分抗拒磁鐵的到來，因此向前逃跑，而鋁箔的后端挽留磁鐵的離去，因而向前追趕。這兩種相反的局部感應電流共同推動鋁箔跟隨磁鐵移動。
AI生成的示意圖，有一些小瑕疵，僅供參考
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編輯：余蔭鎧 & 王驍天
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