袁小綱
楞次定律是高中的難點(diǎn),特別是對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解,有些學(xué)生會(huì)遇到障礙.有的教輔資料針對(duì)這種現(xiàn)象總結(jié)出一些口訣,如“增縮減擴(kuò)”.有的教師為了省事,就讓學(xué)生記住這個(gè)結(jié)論解題.那么,“增縮減擴(kuò)”這個(gè)口訣能否用在楞次定律中?如果能用,又該注意什么問題呢?
一、利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中的問題
增縮減擴(kuò):回路原磁通量增大時(shí),閉合回路的面積有收縮的趨勢(shì),原磁通量減少時(shí),閉合回路面積有擴(kuò)大的趨勢(shì).
例1如圖1,兩個(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中通以圖中所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向(圖中箭頭所示).對(duì)于線圈A,在t1~t2時(shí)間內(nèi),下列說法中正確的是().
A.有順時(shí)針方向的電流,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B.有順時(shí)針方向的電流,且有收縮的趨勢(shì)
C.有逆時(shí)針方向的電流,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.有逆時(shí)針方向的電流,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,由增反減同,A中的感應(yīng)電流要與B中的電流相反,A中的電流為逆時(shí)針,由增縮減擴(kuò),A的面積有收縮的趨勢(shì).答案為D.
例2如圖2,ef、gh為兩水平放置相互平衡的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時(shí),關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是().
A.如果下端是N極,兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是S極,兩棒相向靠近
B.如果下端是S極,兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是N極,兩棒相向靠近
C.不管下端是何極,兩棒均向外互相遠(yuǎn)離
D.不管下端是何極,兩棒均互相靠近
解析:條形磁體向下運(yùn)動(dòng),回路的磁通量在增加,回路的面積有收縮的趨勢(shì),所以兩棒相互靠近,與下端是哪個(gè)極無關(guān).答案為D.
二、“增縮減擴(kuò)”法解決楞次定律中的問題是
否可靠
例3如圖3,兩個(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A中通有逐漸增大的順時(shí)針方向的電流(如圖中箭頭所示).請(qǐng)問:線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)還是有收縮的趨勢(shì)?
解析:(1)從“增縮減擴(kuò)”來分析.依據(jù)電流的磁效應(yīng)和環(huán)形導(dǎo)線的右手螺旋定則,可判斷線圈A中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線圈A內(nèi)垂直紙面向里且逐漸增大,在線圈A外垂直紙面向外且逐漸增大,因此穿過線圈B中的磁感線既有垂直紙面向里也有垂直紙面向外的,因?yàn)榇鸥芯€為閉合曲線,因此對(duì)于線圈B中的凈磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大.根據(jù)“增縮減擴(kuò)”可知,線圈B有收縮的趨勢(shì).
(2)從楞次定律的本質(zhì)分析.線圈B中的凈磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大,所以線圈B所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,線圈B中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向.可對(duì)線圈B用“微元法”,把線圈B看作是很多段很短的直導(dǎo)線組成,據(jù)左手定則可知,每一小段直導(dǎo)線都受到背離圓心方向的安培力,因此線圈B有擴(kuò)大的趨勢(shì).
通過分析可以看出,在本例中線圈B并不遵循“增縮減擴(kuò)”這一口訣.
三、利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中問題的
適用條件
利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中問題的適用條件是,穿過線圈或者回路的磁場(chǎng)的方向是單一的,不能是存在方向相反的復(fù)合場(chǎng).
總之,有些自編自創(chuàng)的“口訣法”,有可能使問題變得簡(jiǎn)單,但如果在使用中忽視它的完整含義,“口訣”就變成謬論,使用起來非常不可靠.只有堅(jiān)持夯實(shí)基礎(chǔ),理解定理定律的含義,返璞歸真,重視基本方法,才能培養(yǎng)學(xué)生的能力.教師給學(xué)生總結(jié)一些學(xué)習(xí)“口訣”時(shí),一定要追根溯源,弄清楚它的完整含義和成立的條件.