楞次定律是怎样的爱情 楞次定律中的“阻碍”
时间：2019-02-12 03:33:44 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：电磁学中“楞次定律”是高中物理教学的难点，教师在授课时应把握住这个难点分析“阻碍”的确切含义，从“阻碍”的几个行为表现去剖析，以使学生全面理解楞次定律的内涵，突破难点，领会楞次定律的本质内容。
关键词：楞次定律 阻碍 通量的变化
电磁学中“楞次定律”是高中物理教学的难点之一，教师们都感到难教，而学生们也都感到难学。“楞次定律”告诉我们：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。从内容可以知道“楞次定律”的关键词就是“阻碍”，如果能全面把握住“阻碍”的含义，该难点也就突破了。怎样领会和把握“阻碍”一词呢？我们从以下几个方面来分析：
1 如何理解楞次定律中的“阻碍”
1.1谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”。
1.2 阻碍的是什么？感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量。
1.3怎样阻碍? 当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加；当引起感应电流的磁通量(原磁通量)减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量减少。所以“阻碍”不仅有“反抗”原磁通量增加的含义，同时也有“补偿”原磁通量减少的含义。
1.4“阻碍”不等于“阻止”。当由于原磁通量的增加产生感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍然在增加；当由于原磁通量的减少引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍然在减少。也就是说原磁通量的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止了，也就不可能产生感应电流。
2 楞次定律的本质是什么
楞次定律的阻碍作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种“阻碍”的过程中，把其他形式的能转化为电能。
从能的转化和守恒定律本质上看，楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是阻碍(或反抗)引起感应电流的“原因”。常见的有四种：①阻碍原磁通量的变化(增反减同)；②阻碍导体的相对运动(来拒去留)；③通过改变线圈的面积来“反抗”(扩大或缩小)；④阻碍原电流的变化(自感现象)。
3 楞次定律的另一种表述: 感应电流的效果，总是要反抗引起感应电流的原因
产生感应电流的原因由上述可知：可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动、回路面积的形变或原电流的变化。而感应电流的效果，可以是感应电流或感应电流所产生的磁场，也可以是因感应电流受安培力作用而引起的机械行为。
4 阻碍的行为表现
4.1 磁表现: 即阻碍原磁通量的变化
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电流，感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化，但由于引起磁通量变化的原因各不相同，则“阻碍”的具体表现就各不相同。
感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化，表现为“增反减同”。
例1：如图(1)所示，在螺线管的上方有一个条形磁铁自由下落，在进入螺线管之前，流过电阻R的电流方向如何?
分析：由于条形磁铁自由下落，在进入螺线管之前，使穿过螺线管的磁通量增大，回路中产生的感应电流的磁场阻碍原磁通量的增大，即在螺线管内感应电流的磁场方向(向上)与原磁场的方向(向下)相反，由右手定则可知：流过电阻的电流方向是由a通过R到b。回路面积变化阻碍磁通量的变化，表现为“增缩减扩”。
如图(2) 示，当螺线管B中的电流减小时，穿过闭合金属圆环A的磁通量减小，这时金属环A中产生感应电流的效果使A环有收缩的趋势。
例 2：如图(3) 所示光滑导轨AB、CD水平放置，两根导体棒PQ、MN平放于互相平行的固定导轨上形成一个闭合回路，接触良好。当一条形磁铁从上方下落而未到达导轨平面的过程中，导体棒的运动情况是：
A、导体棒PQ、MN互相靠近；
B、导体棒PQ、MN互相远离；
C、导体棒PQ、MN均静止；
D、因磁铁下落的极性未知而无法判断。
分析：当条形磁铁向下落的过程中，导体棒PQ、MN与导轨所组成的闭合回路中磁通量增加，则有楞次定律的广义表述得到只有回路面积减小才能阻碍原磁通量的增加，所以PQ、MN互相靠近，正确答案是A。
4.2力表现：即阻碍相对运动
如果闭合回路的磁通量变化是由于磁体和闭合回路(或回路中部分导体间)的相对运动引起的，则感应电流所受的安培力总是阻碍它们之间的相对运动。
相对运动阻碍磁通量的变化, 表现为来拒去留。
如图(4)所示，当条形磁铁突然向闭合金属环A运动时，金属环A中的磁通量增加，产生感应电流。效果是金属环也向右躲闪而阻碍这种相对运动，即金属环也向右运动。
例3：如图(5)所示，螺线管CD的导线绕法不明。当磁铁AB由某高处向下插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生。下列关于螺线管极性的判断正确的是：
A、C端一定是N极；
B、C端一定是S极；
C、C端的极性一定与磁铁B端的极性相同；
D、无法判断极性的关系，因螺线管的导线绕法不明。
分析：磁铁AB向下运动时, 穿过螺线管CD磁通量增加，产生感应电流。由楞次定律的广义表述得到：B、C两端的极性一定相反，但到底是哪一极性判断不出来。
4.3 电表现：即感应电流阻碍原电流的变化
当原磁场是由电流产生，则当通过导体的电流发生变化时，回路中的感应电流总是阻碍原电流的变化。有互感和自感现象两种情况。
例4: 如图(6)所示，A、B两个导体环处在同一平面内。B环中通有逆时针方向的恒定电流。现由于某种原因B环中的电流突然减小，那么A环中的感应电流方向如何?
分析: 当B环中原电流突然减小时，通过A环的原磁通量发生变化， A环中产生感应电流，感应电流的磁场通过线圈B，阻碍线圈B中的磁通量的减少，即阻碍线圈中逆时针方向电流的减小。因此，A环中的感应电流的方向为逆时针方向。
例5：如图(7)所示，A、和B是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是：
A、开关S接通电路时，B先亮，A后亮，最后一样亮。
B、合上开关S接通电路时，A和B始终一样亮。
C、断开开关S切断电路时，B立刻熄灭，A过一会儿才熄灭。
D、断开开关S切断电路时，A、B都要过一会儿才熄灭。
分析: 当合上开关S接通电路时，线圈L中产生感应电动势阻碍自身电流的增大，所以B先亮，A后亮。稳定后，由于A和B并联，且纯电感线圈L在电流稳定时相当于一根导线，因此A、B最后一样亮。而断开开关S切断电路时，由于通过线圈L的电流突然减小，线圈L中产生感应电动势阻碍电流的减小，这时线圈L相当于电源，与A、B构成闭合回路，使回路中有了感应电流，所以A、B两灯都要过一会儿才熄灭。因此选项A、D正确。
根据我的教学实践，对“楞次定律”中关键词“阻碍”进行剖析，抓住重点(感应电流方向的判定)，突破难点(全面深刻地理解“阻碍”的含义)， 才能使学生正确认识楞次定律的内涵。
参考文献：
［１］全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理(第二册).人民教育出版社.
