「冷次定律」與磁煞現象

提到「冷次定律」，許多人可能都認識，但是，對於冷次定律的意義與用法，或許存有許多似是而非的誤解。諸如:「冷次定律」與「法拉第定律」的關係為何？「冷次定律」所謂的“抵抗”，所指的究竟為何？透過常見的「磁煞」(magnetic damping)現象，讓我們深入探討「冷次定律」的究竟。

小試身手


以下問題，不考慮空氣阻力及磁鐵與管子間的摩擦力

圖一、磁鐵賽跑

圖二、磁煞現象演示

1.  將相同的磁鐵，分別置於鋁管及玻璃管中落下(如圖1)，請比較兩者之下滑速率:
    (A) 鋁管較快 (B) 玻璃管較快 (C) 兩者相等

2.  以鋁管為例，若磁鐵之N極向下(如圖2)，則鋁管A區所感應之電流方向，由管子上方觀察應該為何？
    (A) 順時針 (B) 逆時針

3.  承上題，鋁管A區的感應磁場與磁鐵的外加磁場，兩者的方向應如何?    (A)方向相同 (B)方向相反

4.  第2題中的電流，及第3題的感應磁場，彼此的因果關係為何？    (A)電生磁 (B)磁生電

5.  磁鐵與鋁管A區之間的磁力作用，應該是何種效果？    (A) 相吸 (B) 相斥

6.  現若將鋁管的A區改為考慮B區，則上述的「感應電流」(第2題)、「感應磁場」（第3題）、及「磁力」(第5題)，哪一(些)題的答案會改變?
    (A) 只有電流  (B) 只有磁場  (C) 只有磁力  (D) 以上皆會  (E) 以上皆不會

7.「冷次定律」所探討的“反向”現象，指的是哪兩者之間的關係？ (A) 電生磁  (B) 磁生電   (C) 電生電  (D) 磁生磁
 

圖三、磁煞現象的受力

8.  如上圖，將鋁管置於磅秤上，並將磁鐵放入鋁管中落下，已知磁鐵質量為m_B，鋁管質量m_t ，當磁鐵正在加速落下的某一瞬間，磁鐵所受鋁管的磁力為F_B ，則磁鐵落下過程，[磁鐵+鋁管]系統的秤重(W)為何？ 
(A) W = (m_B + m_t)g + F_B  (B) W = (m_B + m_t)g − F_B   (C) W = (m_B + m_t)g (D) W = m_tg + F_B (E) W = m_tg − F_B

9.  承上題，此瞬間磁鐵之加速度為何？
(A) F_B / m_B (B) (m_Bg − F_B ) / m_B (C) (m_Bg + F_B ) / m_B   (D) (m_B − F_B )g / m_B  (E) 維持為零

10.  磁鐵在落下的全部過程中，系統之秤重可能如何？(A) 先漸增後固定  (B) 先漸減後固定  (C) 先漸增後漸減  (D) 先漸減後漸增  (E) 保持定值

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