郭成喜
楞次定律內(nèi)容:“感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.” 楞次定律的表述簡(jiǎn)明扼要,高度概括.那么,如何理解呢?
一、對(duì)楞次定律的理解
(一)明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系
當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.感應(yīng)電流與其他電流一樣,也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),即感應(yīng)電流的磁場(chǎng).這樣,電路中存在兩個(gè)磁場(chǎng),即原磁場(chǎng)(產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng))和感應(yīng)電流的磁場(chǎng).
(二)楞次定律中“阻礙”的含義
楞次定律的關(guān)鍵詞是“阻礙”,只有深刻理解“阻礙”的含義,才能準(zhǔn)確地把握楞次定律的實(shí)質(zhì).
1.“阻礙”不是“相反”
學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中,有些學(xué)生誤認(rèn)為“阻礙”就是方向相反,以為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總與原磁場(chǎng)的方向相反.應(yīng)使學(xué)生明確,“阻礙”既不是阻礙原磁場(chǎng),也不是阻礙原有的磁通量,而是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量的增加或減少.
2.“阻礙”不是“阻止”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)磁通量的變化有“阻礙”作用,但不是“阻止”原來(lái)磁通量的變化.因?yàn)樵磐康淖兓且鸶袘?yīng)電流的必要條件,若這種變化被阻止了,就不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流.因此,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻止不了原磁通量的變化.
3.“阻礙”不僅是“反抗”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的磁通量變化的“阻礙”作用不僅是“反抗”.當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反,“反抗”磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同,以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.所以“阻礙”不僅“反抗”原磁通量的增加,同時(shí)還“補(bǔ)償”原磁通量的減少.
(三)對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解
1.誰(shuí)阻礙誰(shuí)
是“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的“磁通量的變化”,這實(shí)際上是結(jié)果(感應(yīng)電流)對(duì)原因(磁通量的變化)的反抗.因此,楞次定律也可敘述為:感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因.
2.什么時(shí)間阻礙
在感應(yīng)電流存在的時(shí)間里阻礙,也就是引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的時(shí)間.
3.如何阻礙
當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),以“抵消”原磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng),以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.這種阻礙,與原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量變化是何種原因引起的無(wú)關(guān),這種阻礙只是一種等效說(shuō)法,實(shí)際上不會(huì)阻止磁通量變化的發(fā)生,否則就不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生.
4.阻礙的結(jié)果
并沒(méi)有阻止磁通量的變化,只是延緩了磁通量的變化.
二、實(shí)例應(yīng)用
應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟
1.明確研究的對(duì)象是哪一個(gè)閉合電路;
2.確定原磁場(chǎng)的方向;
3.判斷穿過(guò)閉合電路的磁通量如何變化;
4.根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向;
5.運(yùn)用安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向.
對(duì)應(yīng)引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的不同方式,應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí)有以下幾個(gè)結(jié)論.
(一)增反減同
就感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向來(lái)說(shuō),當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng);當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng).
例1 兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣體,B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖3所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則( ).
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小
B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小
D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
解析 由右手定則可以確定B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,根據(jù)楞次定律,B中磁場(chǎng)總是阻礙A中磁場(chǎng)的變化,據(jù)“增反減同”可知,如果A中磁場(chǎng)也垂直于紙面向外,則A中磁場(chǎng)必定減少的,環(huán)A應(yīng)該做減速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故?yīng)該帶負(fù)電;如果A中磁場(chǎng)垂直于紙面向里,則A中磁場(chǎng)必定增加的,環(huán)A應(yīng)該做加速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故?yīng)該帶正電.故選BC.
(二)來(lái)拒去留
若磁通量的變化是由于磁極相對(duì)于閉合電路平面的運(yùn)動(dòng)引起的,則當(dāng)磁極(無(wú)論N極還是S極)向電路靠近時(shí),電路對(duì)靠近的磁極排斥;當(dāng)磁極遠(yuǎn)離電路時(shí),電路對(duì)磁極吸引.從運(yùn)動(dòng)的效果看,可表述為敵進(jìn)我拒,敵退我追.這樣可方便判知閉合電路等效的磁體的磁極,然后確定出電流的方向.
例2 如圖2所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ).
A. 向右擺動(dòng) B. 向左擺動(dòng)
C. 靜止 D. 無(wú)法判定
解析 由來(lái)拒去留知,磁鐵向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈與磁鐵相互排斥,故銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng),所以B選項(xiàng)正確.
(三)增縮減擴(kuò)
如果閉合電路的面積可以變化,阻礙磁通量的變化可引起閉合電路面積的變化,當(dāng)磁通量增大時(shí),電路“收縮”,面積減??;反之,電路“擴(kuò)張”,面積增大.
例3 如圖3所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通有圖中所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示).對(duì)于線圈A,在t1~t2時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B. 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有收縮的趨勢(shì)
C. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有收縮的趨勢(shì)
解析 t1~t2時(shí)間內(nèi),B中的電流為順時(shí)針增大,穿過(guò)線圈A的磁通量增大,有增縮減擴(kuò)知,A的面積有收縮的趨勢(shì),所以D正確.
(四)自感現(xiàn)象
感應(yīng)電流阻礙原電流的變化,線圈中原電流增加,在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反;反之,相同.
例4 如圖所示,L1,L2為兩盞規(guī)格相同的小燈泡,線圈的直流電阻與小燈泡的電阻相等,安培表電阻不計(jì).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),安培表中指示某一讀數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L1,L2都立即變亮
B.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L2立即變亮,L1逐漸變亮
C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,安培表有可能燒壞
D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L2立即熄滅,L1逐漸熄滅
解析 開(kāi)關(guān)S閉合,線圈中電流在增大,感應(yīng)電流阻礙其增大,所以L1立即變亮,L2逐漸變亮;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中電流在減小,感應(yīng)電流阻礙其減小,L1逐漸熄滅,L2立即熄滅.所以D正確.
楞次定律的四個(gè)結(jié)論言簡(jiǎn)意賅、形象生動(dòng)、便于記憶和理解,對(duì)于解決不同類型的電磁感應(yīng)問(wèn)題十分方便快捷,往往起到事半功倍的作用.
總之,楞次定律是高中物理教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn),也是難點(diǎn),以上只是我在教學(xué)過(guò)程中總結(jié)的一點(diǎn)點(diǎn)體會(huì),希望各位老師多給予批評(píng)指正.
楞次定律內(nèi)容:“感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.” 楞次定律的表述簡(jiǎn)明扼要,高度概括.那么,如何理解呢?
一、對(duì)楞次定律的理解
(一)明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系
當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.感應(yīng)電流與其他電流一樣,也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),即感應(yīng)電流的磁場(chǎng).這樣,電路中存在兩個(gè)磁場(chǎng),即原磁場(chǎng)(產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng))和感應(yīng)電流的磁場(chǎng).
(二)楞次定律中“阻礙”的含義
楞次定律的關(guān)鍵詞是“阻礙”,只有深刻理解“阻礙”的含義,才能準(zhǔn)確地把握楞次定律的實(shí)質(zhì).
1.“阻礙”不是“相反”
學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中,有些學(xué)生誤認(rèn)為“阻礙”就是方向相反,以為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總與原磁場(chǎng)的方向相反.應(yīng)使學(xué)生明確,“阻礙”既不是阻礙原磁場(chǎng),也不是阻礙原有的磁通量,而是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量的增加或減少.
2.“阻礙”不是“阻止”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)磁通量的變化有“阻礙”作用,但不是“阻止”原來(lái)磁通量的變化.因?yàn)樵磐康淖兓且鸶袘?yīng)電流的必要條件,若這種變化被阻止了,就不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流.因此,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻止不了原磁通量的變化.
3.“阻礙”不僅是“反抗”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的磁通量變化的“阻礙”作用不僅是“反抗”.當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反,“反抗”磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同,以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.所以“阻礙”不僅“反抗”原磁通量的增加,同時(shí)還“補(bǔ)償”原磁通量的減少.
(三)對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解
1.誰(shuí)阻礙誰(shuí)
是“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的“磁通量的變化”,這實(shí)際上是結(jié)果(感應(yīng)電流)對(duì)原因(磁通量的變化)的反抗.因此,楞次定律也可敘述為:感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因.
2.什么時(shí)間阻礙
在感應(yīng)電流存在的時(shí)間里阻礙,也就是引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的時(shí)間.
3.如何阻礙
當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),以“抵消”原磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng),以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.這種阻礙,與原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量變化是何種原因引起的無(wú)關(guān),這種阻礙只是一種等效說(shuō)法,實(shí)際上不會(huì)阻止磁通量變化的發(fā)生,否則就不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生.
4.阻礙的結(jié)果
并沒(méi)有阻止磁通量的變化,只是延緩了磁通量的變化.
二、實(shí)例應(yīng)用
應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟
1.明確研究的對(duì)象是哪一個(gè)閉合電路;
2.確定原磁場(chǎng)的方向;
3.判斷穿過(guò)閉合電路的磁通量如何變化;
4.根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向;
5.運(yùn)用安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向.
對(duì)應(yīng)引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的不同方式,應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí)有以下幾個(gè)結(jié)論.
(一)增反減同
就感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向來(lái)說(shuō),當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng);當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng).
例1 兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣體,B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖3所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則( ).
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小
B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小
D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
解析 由右手定則可以確定B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,根據(jù)楞次定律,B中磁場(chǎng)總是阻礙A中磁場(chǎng)的變化,據(jù)“增反減同”可知,如果A中磁場(chǎng)也垂直于紙面向外,則A中磁場(chǎng)必定減少的,環(huán)A應(yīng)該做減速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故?yīng)該帶負(fù)電;如果A中磁場(chǎng)垂直于紙面向里,則A中磁場(chǎng)必定增加的,環(huán)A應(yīng)該做加速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎蕬?yīng)該帶正電.故選BC.
(二)來(lái)拒去留
若磁通量的變化是由于磁極相對(duì)于閉合電路平面的運(yùn)動(dòng)引起的,則當(dāng)磁極(無(wú)論N極還是S極)向電路靠近時(shí),電路對(duì)靠近的磁極排斥;當(dāng)磁極遠(yuǎn)離電路時(shí),電路對(duì)磁極吸引.從運(yùn)動(dòng)的效果看,可表述為敵進(jìn)我拒,敵退我追.這樣可方便判知閉合電路等效的磁體的磁極,然后確定出電流的方向.
例2 如圖2所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ).
A. 向右擺動(dòng) B. 向左擺動(dòng)
C. 靜止 D. 無(wú)法判定
解析 由來(lái)拒去留知,磁鐵向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈與磁鐵相互排斥,故銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng),所以B選項(xiàng)正確.
(三)增縮減擴(kuò)
如果閉合電路的面積可以變化,阻礙磁通量的變化可引起閉合電路面積的變化,當(dāng)磁通量增大時(shí),電路“收縮”,面積減??;反之,電路“擴(kuò)張”,面積增大.
例3 如圖3所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通有圖中所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示).對(duì)于線圈A,在t1~t2時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B. 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)
C. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有收縮的趨勢(shì)
解析 t1~t2時(shí)間內(nèi),B中的電流為順時(shí)針增大,穿過(guò)線圈A的磁通量增大,有增縮減擴(kuò)知,A的面積有收縮的趨勢(shì),所以D正確.
(四)自感現(xiàn)象
感應(yīng)電流阻礙原電流的變化,線圈中原電流增加,在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反;反之,相同.
例4 如圖所示,L1,L2為兩盞規(guī)格相同的小燈泡,線圈的直流電阻與小燈泡的電阻相等,安培表電阻不計(jì).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),安培表中指示某一讀數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L1,L2都立即變亮
B.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L2立即變亮,L1逐漸變亮
C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,安培表有可能燒壞
D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L2立即熄滅,L1逐漸熄滅
解析 開(kāi)關(guān)S閉合,線圈中電流在增大,感應(yīng)電流阻礙其增大,所以L1立即變亮,L2逐漸變亮;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中電流在減小,感應(yīng)電流阻礙其減小,L1逐漸熄滅,L2立即熄滅.所以D正確.
楞次定律的四個(gè)結(jié)論言簡(jiǎn)意賅、形象生動(dòng)、便于記憶和理解,對(duì)于解決不同類型的電磁感應(yīng)問(wèn)題十分方便快捷,往往起到事半功倍的作用.
總之,楞次定律是高中物理教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn),也是難點(diǎn),以上只是我在教學(xué)過(guò)程中總結(jié)的一點(diǎn)點(diǎn)體會(huì),希望各位老師多給予批評(píng)指正.
楞次定律內(nèi)容:“感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.” 楞次定律的表述簡(jiǎn)明扼要,高度概括.那么,如何理解呢?
一、對(duì)楞次定律的理解
(一)明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系
當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.感應(yīng)電流與其他電流一樣,也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),即感應(yīng)電流的磁場(chǎng).這樣,電路中存在兩個(gè)磁場(chǎng),即原磁場(chǎng)(產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng))和感應(yīng)電流的磁場(chǎng).
(二)楞次定律中“阻礙”的含義
楞次定律的關(guān)鍵詞是“阻礙”,只有深刻理解“阻礙”的含義,才能準(zhǔn)確地把握楞次定律的實(shí)質(zhì).
1.“阻礙”不是“相反”
學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中,有些學(xué)生誤認(rèn)為“阻礙”就是方向相反,以為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總與原磁場(chǎng)的方向相反.應(yīng)使學(xué)生明確,“阻礙”既不是阻礙原磁場(chǎng),也不是阻礙原有的磁通量,而是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量的增加或減少.
2.“阻礙”不是“阻止”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)磁通量的變化有“阻礙”作用,但不是“阻止”原來(lái)磁通量的變化.因?yàn)樵磐康淖兓且鸶袘?yīng)電流的必要條件,若這種變化被阻止了,就不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流.因此,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻止不了原磁通量的變化.
3.“阻礙”不僅是“反抗”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的磁通量變化的“阻礙”作用不僅是“反抗”.當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反,“反抗”磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同,以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.所以“阻礙”不僅“反抗”原磁通量的增加,同時(shí)還“補(bǔ)償”原磁通量的減少.
(三)對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解
1.誰(shuí)阻礙誰(shuí)
是“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的“磁通量的變化”,這實(shí)際上是結(jié)果(感應(yīng)電流)對(duì)原因(磁通量的變化)的反抗.因此,楞次定律也可敘述為:感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因.
2.什么時(shí)間阻礙
在感應(yīng)電流存在的時(shí)間里阻礙,也就是引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的時(shí)間.
3.如何阻礙
當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),以“抵消”原磁通量的增加;當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng),以“補(bǔ)償”原磁通量的減少.這種阻礙,與原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量變化是何種原因引起的無(wú)關(guān),這種阻礙只是一種等效說(shuō)法,實(shí)際上不會(huì)阻止磁通量變化的發(fā)生,否則就不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生.
4.阻礙的結(jié)果
并沒(méi)有阻止磁通量的變化,只是延緩了磁通量的變化.
二、實(shí)例應(yīng)用
應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟
1.明確研究的對(duì)象是哪一個(gè)閉合電路;
2.確定原磁場(chǎng)的方向;
3.判斷穿過(guò)閉合電路的磁通量如何變化;
4.根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向;
5.運(yùn)用安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向.
對(duì)應(yīng)引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的不同方式,應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí)有以下幾個(gè)結(jié)論.
(一)增反減同
就感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向來(lái)說(shuō),當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng);當(dāng)原磁場(chǎng)通過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流在閉合電路內(nèi)部空間產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的磁場(chǎng).
例1 兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣體,B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖3所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則( ).
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小
B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小
D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
解析 由右手定則可以確定B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,根據(jù)楞次定律,B中磁場(chǎng)總是阻礙A中磁場(chǎng)的變化,據(jù)“增反減同”可知,如果A中磁場(chǎng)也垂直于紙面向外,則A中磁場(chǎng)必定減少的,環(huán)A應(yīng)該做減速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故?yīng)該帶負(fù)電;如果A中磁場(chǎng)垂直于紙面向里,則A中磁場(chǎng)必定增加的,環(huán)A應(yīng)該做加速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,故?yīng)該帶正電.故選BC.
(二)來(lái)拒去留
若磁通量的變化是由于磁極相對(duì)于閉合電路平面的運(yùn)動(dòng)引起的,則當(dāng)磁極(無(wú)論N極還是S極)向電路靠近時(shí),電路對(duì)靠近的磁極排斥;當(dāng)磁極遠(yuǎn)離電路時(shí),電路對(duì)磁極吸引.從運(yùn)動(dòng)的效果看,可表述為敵進(jìn)我拒,敵退我追.這樣可方便判知閉合電路等效的磁體的磁極,然后確定出電流的方向.
例2 如圖2所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ).
A. 向右擺動(dòng) B. 向左擺動(dòng)
C. 靜止 D. 無(wú)法判定
解析 由來(lái)拒去留知,磁鐵向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈與磁鐵相互排斥,故銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng),所以B選項(xiàng)正確.
(三)增縮減擴(kuò)
如果閉合電路的面積可以變化,阻礙磁通量的變化可引起閉合電路面積的變化,當(dāng)磁通量增大時(shí),電路“收縮”,面積減??;反之,電路“擴(kuò)張”,面積增大.
例3 如圖3所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通有圖中所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示).對(duì)于線圈A,在t1~t2時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B. 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有收縮的趨勢(shì)
C. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)
D. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,且有收縮的趨勢(shì)
解析 t1~t2時(shí)間內(nèi),B中的電流為順時(shí)針增大,穿過(guò)線圈A的磁通量增大,有增縮減擴(kuò)知,A的面積有收縮的趨勢(shì),所以D正確.
(四)自感現(xiàn)象
感應(yīng)電流阻礙原電流的變化,線圈中原電流增加,在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反;反之,相同.
例4 如圖所示,L1,L2為兩盞規(guī)格相同的小燈泡,線圈的直流電阻與小燈泡的電阻相等,安培表電阻不計(jì).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),安培表中指示某一讀數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( ).
A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L1,L2都立即變亮
B.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),L2立即變亮,L1逐漸變亮
C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,安培表有可能燒壞
D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L2立即熄滅,L1逐漸熄滅
解析 開(kāi)關(guān)S閉合,線圈中電流在增大,感應(yīng)電流阻礙其增大,所以L1立即變亮,L2逐漸變亮;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中電流在減小,感應(yīng)電流阻礙其減小,L1逐漸熄滅,L2立即熄滅.所以D正確.
楞次定律的四個(gè)結(jié)論言簡(jiǎn)意賅、形象生動(dòng)、便于記憶和理解,對(duì)于解決不同類型的電磁感應(yīng)問(wèn)題十分方便快捷,往往起到事半功倍的作用.
總之,楞次定律是高中物理教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn),也是難點(diǎn),以上只是我在教學(xué)過(guò)程中總結(jié)的一點(diǎn)點(diǎn)體會(huì),希望各位老師多給予批評(píng)指正.