旋轉(zhuǎn)的易拉罐

王桂星

磁鐵只能吸引鐵鈷鎳及其合金，并不會吸引鋁制品?？墒潜酒诮榻B的這個裝置中的易拉罐卻會在磁鐵的作用下旋轉(zhuǎn)，這是為什么呢？

如右圖，左邊是一個鋁制的易拉罐，它穿在豎直的轉(zhuǎn)軸上，可以自由轉(zhuǎn)動。筆桿中間部位固定了2個高強度磁鐵，當(dāng)轉(zhuǎn)動磁鐵，左邊的易拉罐就會一起轉(zhuǎn)動。你是不是開始好奇為什么會發(fā)生這樣的現(xiàn)象？動手實踐一下吧！

材料和工具：1個鋁制的易拉罐；1個木板底座，上面固定了2根用粗銅絲做的轉(zhuǎn)軸；萬能膠；1根水性筆筆桿；2塊高強度磁鐵；1小塊泡沫塑料；1個金屬按扣。

制作過程：

1.首先在易拉罐的底面正中鉆一個小孔，孔徑略大于銅絲，拿一根鐵釘用錘子猛敲一下即可。

2.然后把金屬按扣用萬能膠粘在易拉罐上表面的正中。注意只把按扣的邊緣粘在鋁皮上，按扣的凹坑要對著中心位置的開口，不能被擋住。膠水也要少用，不能流進凹坑里。

3.把易拉罐穿在銅絲上。作為轉(zhuǎn)軸的粗銅絲穿過易拉罐底面的小孔，尖端正好頂在金屬按扣的凹坑里。這樣易拉罐就能自由地在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動，摩擦力很小還不會亂晃。

4.用小刀在泡沫塑料上開孔，把它穿到水性筆的筆桿上。2塊磁鐵分別吸在泡沫的兩側(cè)，因為高強度磁鐵的磁性非常強，所以能夠穩(wěn)固地與筆桿組合在一起。

5.把筆桿穿在另一側(cè)的轉(zhuǎn)軸上。適當(dāng)調(diào)節(jié)兩邊轉(zhuǎn)軸，使得它們轉(zhuǎn)動的阻力越小越好。用手指捻動筆桿，筆桿帶動磁鐵快速轉(zhuǎn)動。這時你會驚訝地看到，易拉罐也隨著轉(zhuǎn)動起來，好像被磁鐵吸引一樣，越轉(zhuǎn)越快。如改變磁鐵轉(zhuǎn)動的方向，易拉罐的轉(zhuǎn)動方向也會隨之發(fā)生改變。

雖然鋁不能被磁鐵吸引，但它卻是良好的導(dǎo)體。當(dāng)靠近易拉罐的磁鐵快速轉(zhuǎn)動時，形成一個快速變化的磁場，通過鋁皮的磁通量不斷變化，鋁皮內(nèi)就感生出了一種電流——渦流。渦流是一種類似水流漩渦的環(huán)形電流，環(huán)形電流會產(chǎn)生磁場，這個磁場與磁鐵的磁場方向相反，相互排斥，易拉罐在這種作用力之下隨著磁鐵轉(zhuǎn)動。也就是說，鋁制易拉罐并不是在磁鐵的靜磁力作用下運動的，而是由于感生出了渦流，在電磁相互作用力下開始運動的。利用渦流的這一特性，人們生產(chǎn)出了“渦流分揀機”：垃圾中的銅、鋁等金屬內(nèi)感應(yīng)出渦流，渦流產(chǎn)生與原磁場方向相反的磁場，于是在與原磁場發(fā)生相互排斥的作用下“跳”出來，這樣就無需費力地進行人工分揀了。

渦流實際上也是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種表現(xiàn)形式。渦流在1851年被法國物理學(xué)家萊昂·傅科發(fā)現(xiàn)，因此也稱傅科電流。利用導(dǎo)體中渦流的熱效應(yīng)，可以制作各種感應(yīng)加熱設(shè)備，如真空冶煉爐、電磁爐。電磁爐的臺面下安裝有線圈，當(dāng)線圈通過高頻交流電時，在臺面與金屬鍋底之間產(chǎn)生強大的交變磁場，交變磁場穿過鍋底，在鍋底形成強渦流，產(chǎn)生大量的熱量。

利用渦流效應(yīng)還可以制作金屬探測器。金屬探測器中通有高頻交變電流，在金屬物中感應(yīng)出渦流，渦流又產(chǎn)生磁場，影響原來的磁場，探測器檢測到磁場的變化，得知金屬的存在。金屬探測器已經(jīng)被廣泛用于探測地雷和安檢工作。