[浅谈楞次定律推广含义的应用] 楞次定律是怎样的爱情
时间：2019-01-29 03:37:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：楞次定律是一条重要的电磁学定律。其中关键在于“阻碍”一词的理解及引申应用。在实际运用楞次定律分析问题时，可抓住感应电流的各种阻碍磁通量变化的方式，进行直接分析，这样比直接运用左手定则、右手定则综合分析更为方便、快捷。
关键词：楞次定律；磁通量；感应电流；阻碍
我们大家都知道，楞次定律是一条重要的电磁学定律，是历年来高考的热点问题。它是由俄国物理学家海因里希・楞次在1834年发现的。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
楞次定律可表述为：感应电流的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；另外一种表述为：感应电流的效果，总是阻碍引起感应电流的原因。依据这两种表述，楞次定律可以推广为以下四种具体的应用：
一、从“阻碍原磁通量变化”的角度来看，如果穿过线框的磁通量增加，感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相反；如果穿过线框的磁通量减少，感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相同。可概括为“增反减同”。
例1 如图1所示，导线框abcd与直导线AB在同一平面内，直导线AB中通有如图所示方向的恒定电流I，当线框abcd由左向右匀速地通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（）
A.先dcbad，再abcda，后abcda
B.先abcda，再dcbad，后abcda
C.先abcda，后dcbad
D.始终是dcbad
解析：整个线框在直导线AB的左边和右边运动时，根据直导线周围的磁感线分布很容易判断出其感应电流的方向为dcbad，而对于线框开始进入直导线AB的右方到全部进入右方的整个过程中，线圈左边部分磁通量穿出，而右边部分磁通量穿入，如图2所示，当跨在导线左边的线圈面积大于右边的面积时，合磁通量是向外的且逐渐减小，为阻碍这个方向磁通量的减小，感应电流的方向是沿abcda；当跨在导线左边的线圈面积小于右边的面积时，合磁通量是向内的且逐渐增加，为阻碍向内方向的磁通量增大，感应电流的方向仍是沿abcda。所以，正确答案选A。
二、从“阻碍（导体的）相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其他能转化为电能。又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能减少转化为电能，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。可概括为“来拒去留”。
例2 如下图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
解析：从“阻碍相对运动”的角度，当条形磁铁靠近线圈时，线框“拒”绝条形磁铁靠近，二者之间的相互作用力为斥力，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势；条形磁铁远离线圈时，线框要“留”住条形磁铁，二者之间的相互作用力为引力，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，正确答案选D。
三、从“线圈面积变化”的角度来看，当线圈中的磁通量增加时，线圈的面积阻碍其增加，即线圈面积缩小；当线圈中的磁通量减少时，线圈的面积阻碍其减少，即线圈面积扩张。可概括为“增缩减扩”。
例3 由细弹簧围成的圆环，中间插入一根条形磁铁,如下图所示。当用力向四周扩圆展环,使其面积增大时,从上向下看（）
A.穿过圆环的磁通量减少,圆环中有逆时针方向的感应电流
B.穿过圆环的磁通量增加,圆环中有顺时针方向的感应电流
C.穿过圆环的磁通量增加,圆环中有逆时针方向的感应电流
D.穿过圆环的磁通量不变,圆环中没有感应电流
解析：根据“增缩减扩”可知，线圈（圆环）面积扩大，穿过线圈（圆环）的磁通量减少。由图可知，原磁场的方向向上，根据“增反减同”，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流的磁场方向为向上，根据右手螺旋定则，圆环中有逆时针方向的感应电流。所以，正确答案选A。
四、从“阻碍线圈自身电流变化”的角度来看，线圈具有阻碍自身电流变化的特点：当自身电流增大时，线圈产生自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍原电流的增大；当线圈自身电流减小时，线圈能产生的自感电的方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小，这就是自感现象。
例4 如下图所示电路，多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略，两个电阻的阻值都是R。电键S原来断开着，
A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零
B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C．有阻碍电流增大的作用，因而电流保持为I0不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2I0
解析:闭合开关把一个电阻短路，电路中电流将增大，通过多匝线圈的磁通量增大，由于线圈的自感作用，线圈中将产生自感电动势，有阻碍电流增大的作用，但电流仍会变化，不会保持不变，C错。当电路达到稳定后，电路中电流不变，线圈中也不再产生自感电动势，不计电源内阻和线圈电阻时，电路中的电流为2I0=E/R，这就是I0开始变化到最后的电流。所以A，B都错，D正确。
由上面的分析可知，只要熟练地掌握了楞次定律的推广应用，就可以得心应手地去解决相关的问题。由楞次定律进一步引申而得到的广义“阻碍”是一个普遍适用的规律。
（作者单位 秦皇岛市卢龙县刘田庄中学）
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