陳家陽(yáng)
摘?要:楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的普遍規(guī)律,對(duì)其內(nèi)容的理解,如何去應(yīng)用值得思考。針對(duì)職校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣,有必要簡(jiǎn)化楞次定律的應(yīng)用方法。因此,將楞次定律的應(yīng)用歸納為直接法、間接法和引申法,培養(yǎng)了學(xué)生遵循科學(xué)、哲學(xué)、規(guī)則、準(zhǔn)則等綜合思想。
關(guān)鍵詞:楞次定律;電工基礎(chǔ);應(yīng)用
楞次定律是科學(xué)家經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn),不畏艱苦、不怕失敗的辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶,體現(xiàn)了“一份耕耘,一份收獲”的道理,通過(guò)楞次定律的應(yīng)用教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生勤于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析歸納能力,對(duì)待科學(xué)一絲不茍的態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的邏輯思維能力、多角度認(rèn)識(shí)問(wèn)題和高度概括的能力。
楞次定律的內(nèi)容表述為:線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是企圖使它產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原有磁通的變化。由于內(nèi)容敘述中有很多定語(yǔ),職校學(xué)生的語(yǔ)言基礎(chǔ)較差,對(duì)楞次定律的理解和應(yīng)用有一定的障礙,所以可以將內(nèi)容敘述成“磁場(chǎng)阻礙變化”,再讓學(xué)生加上定語(yǔ)去理解,讓學(xué)生更快捷地領(lǐng)會(huì)其內(nèi)在含義。順理成章地理出應(yīng)用楞次定律的步驟:1.確定原磁場(chǎng)方向;2.判斷穿過(guò)閉合電路原磁通量的變化情況;3.確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;4.用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向。
為了充分體現(xiàn)教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,將楞次定律的應(yīng)用歸納為以下幾個(gè)典型方面:
一、直接法
直接法就是直接應(yīng)用楞次定律,主要依據(jù)“磁場(chǎng)阻礙變化”的原理,嚴(yán)格按照楞次定律的應(yīng)用步驟依次實(shí)施,得出結(jié)論。
例1:標(biāo)出圖一中各線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性(設(shè)I突然增大時(shí))。
原理分析:由圖一可見34線圈中電流從“3”流向“4”,依據(jù)右手螺旋定則,產(chǎn)生的磁場(chǎng)類似條形磁鐵,左端極性為N,右端極性為S,穿過(guò)所有線圈的磁場(chǎng)向左,由于I突然增大,穿過(guò)所有線圈的磁通向左增多,根據(jù)楞次定律確定所有線圈的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向右,再用右手螺旋定則得出端子“1”為電動(dòng)勢(shì)的“-”極,端子“2”為“+”極;端子“3”為電動(dòng)勢(shì)的“+”極,端子“4”為“-”極;端子“5”為電動(dòng)勢(shì)的“+”極,端子“6”為“-”極。
二、間接法
間接法是依據(jù)楞次定律,分析引起磁通變化的誘因,若是電流的變化,可以將楞次定律中“阻礙原磁通的變化”推源到“阻礙電流的變化”,從而得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性,避免了繁瑣的步驟,學(xué)生學(xué)習(xí)輕松,掌握效果明顯,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,樹立了分析、解決問(wèn)題時(shí)必須抓住事物的“內(nèi)因”的理念。
例2:在圖二中,當(dāng)K閉合時(shí),流過(guò)電流表的電流方向如圖所示,則可判定(?)。
A、“1”、“3”為同名端??B、“1”、“4”為同名端
C、“1”、“2”為同名端??D、“3”、“4”為同名端
原理分析:當(dāng)K閉合時(shí),原邊L1中電流從無(wú)到有,方向從端子“2”流向“1”,根據(jù)“阻礙電流的變化”,L1中的自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流從端子“1”流向“2”,根據(jù)電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極的關(guān)系,端子“1”為自感電動(dòng)勢(shì)的“-”極,端子“2”為“+”極;L2互感電流從端子“3”流向端子“4”,端子“3”為互感電動(dòng)勢(shì)的“-”極,端子“4”為“+”極,所以選擇A。
三、引申法
引申法是將楞次定律推廣應(yīng)用,當(dāng)線圈(或磁體)間、線圈(或磁體)與閉合金屬環(huán)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)或閉合金屬環(huán)阻礙它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),可以快速分析出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的方向,或閉合金屬環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向,從而培養(yǎng)了學(xué)生最基本的相對(duì)論思想。
例3:如圖三,條形磁體向左運(yùn)動(dòng)插入螺線管時(shí),a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電位高?
原理分析:條形磁鐵N極靠近線圈ab,根據(jù)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理,同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,右端為N極,用右手螺旋定則,判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從a指向b,所以b點(diǎn)電位高。
例4:如圖四所示,一導(dǎo)體圓環(huán)套在光滑桿AB上,當(dāng)把條形磁體插向圓環(huán),圓環(huán)將怎樣運(yùn)動(dòng)?如把條形磁體抽出時(shí),圓環(huán)又將怎樣運(yùn)動(dòng)?
原理分析:條形磁鐵插向圓環(huán),越靠近圓環(huán),根據(jù)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理,圓環(huán)“躲避”條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng),同理,當(dāng)條形磁鐵抽出時(shí),圓環(huán)“緊跟”條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)。
另外,若不是條形磁鐵而是通電線圈,根據(jù)例4類推可得出結(jié)論。
經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)實(shí)例分析,學(xué)生更加明確了楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的普遍規(guī)律,對(duì)楞次定律的理解上升到了新的高度,對(duì)楞次定律的應(yīng)用更能熟練、輕松、準(zhǔn)確,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)、哲學(xué)、德育、規(guī)則等綜合思想,讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到科學(xué)、學(xué)習(xí)、生活中的各個(gè)方面都有相互依存、制約關(guān)系,懂得了思考、解決問(wèn)題必須符合科學(xué)、真理、規(guī)則和法律的準(zhǔn)則。
參考文獻(xiàn)
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