楞次定律中对“阻碍”的理解和应用例析

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1、楞次定律中“阻碍”的理解和应用敖红成富源县第一中学655500内容摘要：从三个不同的侧面本文讨论了对楞次定律中“阻碍”的理解，它们是“增逆减顺”、“来拒去留”、“增离减靠”。这些理解是基于感应电流的磁场产生效果而言的，目的在于引导学生从不同侧面深入地理解楞次定律中的“阻碍”，有助于学生在解题中灵活多样地应用楞次定律确定感应电动势及感应电流的方向。关键词：楞次定律理解和应用增逆减顺来拒去留增离减靠在楞次定律的教学中，教师的教和学生的学都普遍感到较为困难。形成该知识点教学困难的原因主要是由于场概念的高度抽象性和楞次

2、定律本身表述上的抽象性，以及楞次定律应用的多样性。象热力学第二定律一样，楞次定律是一个没有物理公式或物理方程的定律，这就更进一步增加了学习和应用它的困难程度。笔者在该知识点的教学中作了些新的尝试，应用在教学实践中效果很好，写成小文与同行共同研讨。-6-楞次定律有两种表述方式，第一种表述为：感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这种表述方式侧重于感应电流的磁场方向；第二种表述试为：感应电流产生的效果总要阻碍引起感应电流的原因，这种表述方式侧重于感应电流的磁场产生的其他效果。不管哪种表述方式，其核心

3、都在于“阻碍”，阻碍的更深层次原因是楞次定律必须满足能量的转化和守恒，因此，我们在楞次定律的教学中主要集中在对“阻碍”的理解上，如“谁阻碍谁”，“怎么阻碍”，“阻碍的结果是什么”等，其中以“怎么阻碍”为核心内容。下面笔者就“怎么阻碍”的三层理解方式举例作些分析。一、增逆减顺：根据“定律”感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，也就是说当引起感应电流的磁场使穿过回路的磁通量增加时，感应电流在回路中产生一个与它方向相反的磁场；当引起感应电流的磁场使穿过回路的磁通量减少时，感应电流在回路中产生一个与它方向相

4、同的磁场。前者有试图“抵消”的效果，后者有试图补偿的效果，我们把这种理解归纳为“增逆减顺”。I例：如图1所示，直导线MN中有坚直向上的电流，与MN同平面N放置有矩形线圈ABCD，当MN中的电流遂渐增大时，ABCD中的感应电流方向为。-6-解析：在本题中，以线框作为我们的分析对象，线框所处的磁场由MN中电流产生，由安培定则可知，该磁场向里穿过线框。由于MN中电流强度增大，导致该线框的磁通量增大，由增逆减顺可得出，该线框产生的感应电流的磁场应向外穿过线框，进一步由安培定则便可判断出感应电流的方向为：逆时针。二、来拒

5、去留：感应电流产生的磁场与引起它的磁场要产生一定的相互作用力（本质上是安培力），由楞次定律的大量例子可归纳出这对相互作用力特征，它也是感应电流回路与引起感应电流的磁体通过磁场而产生的相互作用，这个作用力的效果表现为：来拒去留，即当感应电流由外磁体与回路相互靠近引起时，相互作用力表现为排斥；当感应电流由外磁体与回路相互远离引起时，相互作用力表现为吸引力。来拒去留的特征虽然由大量例子归纳而得出，但其实也是能量守恒的必然结果，它的正确性是不用怀疑的。例：如图2所示，一极性不明的磁铁沿轴线插入螺旋线圈，（为便于下面的叙

6、述，磁铁的上、下两端分别命名为a、b，螺线管的上下两端分别命名为c、d）。则磁铁插入的过程中，下列叙述正确的是：A、若b为N极，则c端也是N极B、若b为N极，则c可能是S极C、若b为S极，则c端必定是S极-6-D、由于磁铁极性不明，c和d的极性无法判断。解析：由前面的分析可知，螺线管中产生的感应电流是由于磁铁与它发生相对运动引起的，因此，当磁铁插入时，它们的相互作用要表现为相互排斥，而这个相互排斥要靠彼此磁极间的相互作用实现，因此在磁铁插入过程中，b和c必定是同名磁极，上述正确答案为A、C。三、增离减靠在前面对

7、“阻碍”的第二种理解中，我们提到了感应电流回路与外磁体存在相互作用力，当我们以感应电流回路为对象对这个作用力的效果进行分析时就会发现，由这个作用力所导致的感应电流回路的运动或运动趋势有助于阻碍引起感应电流的磁通量的变化。对此我们可以理解为感应电流回路以运动方式（或运动趋势）来达到阻碍磁通量变化的效果。这一理解有助于我们简化一些问题中对感应电流回路运动和运动趋势的分析。例：如图3所示，水平桌面上放有金属圆环b，在其正上方同轴固定一通电圆环a，图示中电流方向为正方向，当a环中的电流按图4所示方式变化时，下列哪个时刻

8、b环对桌面的压力比它自身的重力大（）-6-A、t1时刻B、t2时刻C、t3时刻D、b对桌面的压力恒等于它的重力解析：按“增离减靠”的理解，当a环中的电流增强时，必然导致b环中的磁通量增加，则b环可试图采取远离a环的运动方式，以达到阻碍磁通量增加的目的。由于桌面的阻挡，b环实际上无法运动，但运动趋势是存在的，这个运动趋势体现了b环收到的磁场力加大了它对桌面的压力，因此上述选项中正确答案为