楞次定律和自感现象

楞次定律楞次定律：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。

楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。

楞次定律（Lenz's law）是一条电磁学的定律，可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。

它是由俄国物理学家海因里希·楞次（Heinrich Friedrich Lenz）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。

物理简介1834年，物理学家海因里希·楞次（H.F.E.Lenz，1804-1865）在概括了大量实验事实的基础上，总结出一条判断感应电流方向的规律，称为楞次定律（Lenz law ）。

简单的说就是“来拒去留”的规律，这就是楞次定律的主要内容。

物理表述楞次定律可概括表述为：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。

表述特点楞（léng）次定律的表述可归结为：“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。

” 如果回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的，那么楞次定律可具体表述为：“感应电流在回路中产生的磁通总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化。

”我们称这个表述为通量表述，这里感应电流的“效果”是在回路中产生了磁通量；而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。

可以用十二个字来形象记忆“增反减同，来阻去留，增缩减扩”。

如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的，那么楞次定律可具体表述为：“运动导体上的感应电流受的磁场力（安培力）总是反抗（或阻碍）导体的运动。

”我们不妨称这个表述为力表述，这里感应电流的“效果”是受到磁场力；而产生感应电流的“原因”是导体作切割磁感线的运动。

从楞次定律的上述表述可见，楞次定律并没有直接指出感应电流的方向，它只是概括了确定感应电流方向的原则，给出了确定感应电流的程序。

要真正掌握它，必须要求对表述的涵义有正确的理解，并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。

2013年高考物理专项冲击波讲练测系列专题18 楞次定律和自感现象【重点知识解读】1.楞次定律的内容为：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。

2.对于楞次定律要重点理解“阻碍”的含义，可从三个角度理解：○1.从磁通量当导体中电流减小时，导体中产生的感应电动势的方向与原来电流的方向相同。

3.自感现象是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象，自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。

当电流增大时，产生的自感电动势的方向与电流方向相反，阻碍电流增大；当电流减小时，产生的自感电动势的方向与电流方向相同，阻碍电流减小。

由于自感电动势的作用，闭合电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立即增大；断开电键后，串联有自感元件的支路中电流不能立即减小到零。

4.自感现象的分析方法：当流经线圈L的电流突然增大的瞬间，我们可把线圈看作一个阻值很大的电阻；当流经线圈L的电流突然减小的瞬间，我们可以把线圈看作是一个电源，它提供一个与原电流方向相同的电流。

5.在处理自感现象或相关计算问题时，在电键闭合瞬间，线圈被认为断路；电流稳定时，理想线圈被认为是短路；断开电键时，线圈等效为一个电源，其电流由稳定时的值开始减小。

【高考命题动态】楞次定律和自感现象、涡流是考纲中的三个考点。

楞次定律和自感现象、涡流一般以选择题命题考查。

楞次定律是电磁感应中判断感应电流方向的重要规律，可能与法拉第电磁感应定律等综合考查。

【最新模拟题专项训练】。

1．（2012江苏省启东中学考前辅导题）如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K解析：一条形磁铁沿闭合线圈中心轴线以不同速度匀速穿过线圈，两次磁通量变化△Ф相同，由q=△Ф/R可知，两次通过电阻R的电荷量相同，选项A正确；由于两次匀速穿过线圈的速度不同，产生的感应电动势不同，感应电流不同，两次电阻R中产生的热量Q=EIt=Eq不相同，选项B错误；当条形4.（2012年2月河北省五校联盟模拟）现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。

理解电磁感应中的楞次定律和自感现象电磁感应是电磁学中的一个重要概念，描述了磁场的变化引起的电场现象，以及电流的变化引起的磁场现象。

电磁感应中的两个基本定律是楞次定律和自感现象。

本文将详细探讨这两个定律的含义和应用。

楞次定律是描述电磁感应中电场的产生和变化的定律。

它由法国物理学家楞次于1831年提出，被公认为电磁学的基础定律之一。

楞次定律可以表达为：当一个磁场的变化穿过一个闭合回路时，该回路中会产生一个电动势。

楞次定律可以通过一个简单的实验来观察和验证。

首先，我们将一个螺线管连接到一个示波器上，然后将一个强磁铁快速移动进入螺线管内。

在磁铁移动的过程中，示波器会显示一个电压信号的变化，这就说明了楞次定律的实际效应。

楞次定律的实质是电磁感应现象，也就是磁场变化会引起电场的产生和变化。

这是因为磁场的变化会导致电磁场的旋度产生涡旋电场，从而在闭合回路上产生电流。

这个电流的大小和方向与磁场变化的速率和方向有关。

楞次定律实际上是法拉第定律的特例，它描述了磁场变化引起的电场现象。

自感是电磁感应中的另一个重要现象，它描述了电流变化引起的磁场现象。

当电流通过一个线圈时，它会产生一个磁场。

这个磁场会影响线圈本身，使得线圈中的电流随着时间变化而改变。

自感的物理机制可以通过电磁感应实验来观察和验证。

在一个闭合回路中，我们将一个螺线管连接到一个电源和一个开关上。

当开关打开或关闭时，螺线管内的电流会随之变化。

这个变化的电流会产生一个磁场，然后又作用在螺线管内，使得电流再次发生变化。

这种现象称为自感。

自感的强度取决于线圈的几何形状、匝数和电流的变化速率。

自感现象是电路电感的基础，也是各种电感元件的重要特性。

电感元件常用来稳定电流、滤波、存储和传递能量。

在通信领域中，电感元件也常用于构建无线电传输线圈、天线和变压器等设备。

总结起来，楞次定律和自感现象是电磁感应中的两个基本定律。

楞次定律描述了磁场变化引起的电场现象，而自感现象描述了电流变化引起的磁场现象。

自感现象的理解与计算一、对自感现象的理解对自感现象的理解，要抓住关键：楞次定律——E 自阻碍电路中电流I 的变化。

对于这句话，有如下两点理解：其一，增反减同——电路中电流增加，则自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流增加；电路中的电流减小，则自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流减小。

其二，线圈中的电流只能从原来的值逐渐变化——原来电流是零，则接通电路时，线圈中的电流只能从零逐渐增加；原来线圈中的电流为I L ，则电路断开时，线圈中的电流只能从I L 逐渐减小，感应电流的方向也维持原来线圈中电流的方向。

【例1】如图电路中，自感线圈的直流电阻R L 很小（可忽略不计），自感系数L 很大。

A 、B 、C 是三只完全相同的灯泡，则S 闭合后（）A ．S 闭合瞬间，B 、C 灯先亮，A 灯后亮B ．S 闭合瞬间，A 灯最亮，B 灯和C 灯亮度相同C ．S 闭合后，过一会儿，A 灯逐渐变暗，最后完全熄灭D ．S 闭合后，过一会儿，B 、C 灯逐渐变亮，最后亮度相同[解析]S 闭合前，L 中的电流为0，当S 闭合时，L 中的电流只能从原来的值0逐渐增加，因此，S 闭合瞬间，L 相当于断路，电流从A 流向B 、C ，C B A I I I +=、C B I I =，故B 正确。

S 闭合后，过一会儿，电路中电流达到稳定，L 中电流不变，不再有自感电动势，因此相当于导线，由题意，L 的直流电阻R L 很小（可忽略不计），故A 被短路，A 灯最终熄灭，而B 、C 灯亮度相对原来增加，故C 、D 正确。

本题选BCD 。

【例2】(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯泡A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则()A.在电路甲中，断开S 后，A 将逐渐变暗B.在电路甲中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐变暗C.在电路乙中，断开S 后，A 将逐渐变暗D.在电路乙中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后才逐渐变暗[解析]题图甲所示电路中，灯A 和线圈L 串联，原来电流I A =I L ，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，故A 灯逐渐变暗，选项A 正确，B 错误；题图乙所示电路中，R 和灯A 串联支路的电阻大于线圈L 的电阻，原来电流I A ＜I L ，，断开S 时，线圈中的电流只能从原电流I L 逐渐减小，L 作为电源，通过R 、A 形成串联回路，灯A 中的电流也就只能从I L 逐渐减小，灯A 中最开始的电流I L 比原来I A 大，然后随着线圈中电流一起逐渐减小，故A 将先变得更亮，然后逐渐变暗。

第二单元 楞次定律 自感现象基础知识一、楞次定律(1)楞次定律: 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．磁场 阻碍 变化主语 谓语 宾语主语磁场的定语是“感应电流的”；谓语的状语是“总是”；宾语的定语是“引起感应电流的磁通量的”．(2)对“阻碍”的理解这里的“阻碍”不可理解为“相反”，感应电流产生的磁场的方向，当原磁场增加时，则与原磁场方向相反，当原磁场减弱时，则与原磁场方向相同；也不可理解为“阻止”，这里是阻而未止．(3)楞次定律的另一种表达:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因.即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。

(4)楞次定律应用时的步骤①先看原磁场的方向如何． ②再看原磁场的变化（增强还是减弱）．③根据楞次定律确定感应电流磁场的方向．④再利用安培定则，根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向．【例1】如图所示，小金属环靠近大金属环，两环互相绝缘，且在同一平面内，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环接通电源的瞬间，小圆环中感应电流的情况是（C ）A.无感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.有逆时针方向的感应电流D.无法确定解析:在接通电源后，大环内的磁感线分布比大环外的磁感线分布要密．所以小环在大环内部分磁通量大于环外部分磁通量．所以小环内总磁通量向里加强，则小环中的感应电方向为逆时针方向．【例2】如图所示，闭合线框ABCD 和abcd 可分别绕轴线OO /，转动．当abcd 绕OO /轴逆时针转动时〔俯视图），问ABCD 如何转动？ 解析：由于abcd 旋转时会使ABCD 中产生感应电流，根据楞次定律中“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的相对运动．”ABCD 中的感应电流将阻碍abcd 的逆时针转动，两线框间有吸引力作用，因此线框ABCD 也随abtd 逆时针转动，只不过稍微慢了些思考：(1)阻碍相对运动体现了怎样的能量关系？(2)楞次定律所反映的实际是对原磁通量的补偿效果．根据实际情况，这种补偿可分为哪几种？（运动补偿、面积、电流、磁感应强度、速度、力等的补偿效果）【例3】如图所示，用一种新材料制成一闭合线圈，当它浸入液氮中时，会成为超导体，这时手拿一永磁体，使任一磁极向下，放在线圈的正上方，永磁体便处于悬浮状态，这种现象称为超导体磁悬浮，可以用电磁感应及有关知识来解释这一现象． CD /解析：当磁体放到线圈上方的过程中．穿过线圈的磁通量由无到有发生变化．于是超导线圈中产生感应电流，由于超导线圈中电阻几乎为零，产生的感应电流极大，相应的感应磁场也极大；由楞次定律可知感应电流的磁场相当于永磁体，与下方磁极的极性相同，永磁体将受到较大的向上的斥力，当永磁体重力与其受到磁场力相平衡时，永滋体处于悬浮状态．【例4】在光滑水平面上固定一个通电线圈，如图所示，一铝块正由左向右滑动穿过线圈，那么下面正确的判断是（）A.接近线圈时做加速运动，离开时做减速运动B.接近和离开线圈时都做减速运动C.一直在做匀速运动D.在线圈中运动时是匀速的解析:把铝块看成由无数多片横向的铝片叠成，每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成；如图。

1：会分析求解磁通量及其变化。

求解磁通量大小用Φ ＝BS 计算，注意S 为有效面积，B 为匀强磁场在垂直S 的分量，比较大小时看穿过面积S 的磁感线条数，磁通量是标量但有正负，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负。

1、有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.8T ，磁场有明显的圆形边界（图中虚线所示），圆心为O ，半径为10cm ，现于纸面内放入一个圆形线圈，圆心在O 处，线圈半径为20cm ，共10匝，求通过线圈的磁通量是多少？在用Φ ＝BS 计算磁通量时，S 是指有效面积，即磁场范围与线圈的交界区域。

若磁场不是由线圈产生的，则线圈内的磁通量大小与线圈的匝数无关。

2、如图所示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa 、Φb 比较：A 、 Φa >Φb 。

B. Φa <Φb 。

C ．Φa =Φb 。

D. 不能比较。

3.如图所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为_____，若使框架绕OO’转过60度角则穿过线框平面的磁通量为________，若从初始位置转过90度角，则穿过线框平面的磁通量为___，若从初始位置转过180度角，则穿过线框平面的磁通量变化为_______。

BS;0.5BS;0;-2BS4、如图所示，直导线ab 通电流I 。

矩形线圈ABCD 由图中实线位置运动到虚线所示位置过程，若第一次是平移，第二次是翻转1800.设前后两次通过线圈平面磁通量的变化为Δφ1和Δφ2，则：A.Δφ1>Δφ2 B 、Δφ1<Δφ2, C.Δφ1=Δφ2,D.无法肯定Δφ1、Δφ2谁大。

2、“楞次定律”的内容：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。

（1）表述内容：感应电流总是反抗产生它的那个原因。

（2）表现形式有三种： ａ．阻碍原磁通量的变化；ｂ．阻碍物体间的相对运动，有的人把它称为“来拒去留”； ｃ．阻碍原电流的变化（自感）。

研究电磁感应中的楞次定律和自感现象电磁感应是通过磁场和电场之间的相互作用而产生的现象。

其中，楞次定律是电磁感应的基本定律之一，它描述了电动势的产生与变化。

而自感现象则是指导体中的电流产生的磁场会影响导体本身，从而产生自感应电动势的现象。

本文将深入研究电磁感应中的楞次定律和自感现象，探讨其原理和应用。

一、楞次定律楞次定律是法国物理学家楞次（Henri Lenz）于1834年提出的，它描述了电动势的产生情况。

根据楞次定律，当导体中的磁通量发生变化时，导体两端将产生电动势，且这个电动势的方向会使其自身所引起的磁通量变化减弱。

楞次定律可以用公式表示为：ε = - dΦ / dt其中，ε表示电动势，dΦ表示磁通量的变化量，dt表示时间的变化量。

根据这个公式，我们可以得到楞次定律的几个重要特点：1. 当磁通量增加时，产生的电动势方向与磁通量变化的方向相反；2. 当磁通量减少时，产生的电动势方向与磁通量变化的方向相同；3. 引起电动势的磁场变化越快，产生的电动势越大。

楞次定律在电磁感应的应用中具有重要的意义。

例如，发电机通过旋转导线圈内的磁场来改变磁通量，从而在导线两端产生电动势，实现电能的转换。

此外，楞次定律还应用于电磁感应的许多其他领域，如感应加热和感应炉。

二、自感现象自感现象是指导体中的电流产生的磁场会对导体本身产生影响，进而产生自感应电动势的现象。

自感现象是电磁感应中的一种重要现象，它也是电感器件的基础原理。

自感现象可以用自感系数L来描述，自感系数L定义为单位电流通过导体时产生的磁通量与电流之间的比值。

自感系数L的单位是亨利（H）。

当导体通过变化的电流时，其所产生的磁场也会随之变化，从而引起自感电动势的产生。

自感电动势的方向与电流变化的方向相反，其大小与电流变化的速率有关。

自感现象在电磁感应中起到了重要的作用。

例如，变压器中的线圈通过变换自感系数来改变电压的大小，实现能量的传输。

此外，自感现象还应用于许多其他领域，如电磁波产生、无线电通信等。

第2章楞次定律和自感现象学习导言章节知识概说电已经成为我们生活中不可离开的能源，你可知道电是如何得到的吗？产生的电流方向有什么规律吗？为了解决这些问题，大量的物理学家投入了毕生的精力去探究。

法拉第用了十年时间得到了产生电流的条件；楞次又通过大量的试验得出了感应电流的方向遵守的规律。

他们的科学研究对推动电学的发展做出了巨大的贡献。

当磁悬浮列车呼啸着飞驰而过时，你可曾想过磁悬浮列车是如何工作的？2008年奥运建筑工地上，火花飞溅，建筑工人一丝不苟的焊接着鸟巢的钢铁部件，你可知道电焊的工作原理吗？日光灯是我们最常用的照明灯具，它有哪些元件构成又是如何工作的？这些都是我们这一章要解决的问题。

电在给我们带来方便的同时，它的危害也是我们要注意的。

你可曾注意到当你切断电源时电键发出的火花，如果是大型电路的开关，如果不加任何防护，产生的高电压就可能击穿空气而电击操作者。

所以我们必须弄清电磁感应的规律，才能趋利避害。

本章是高中电学的综合部分，可分成四个板块来学习：第一板块为感应电流的方向遵守的规律---楞次定律;第二板块为一种特殊的电磁感应---自感；第三板块为电磁感应得防止和利用；第四板块为电磁感应与电路和力学的综合利用。

课标理念感悟一、知识与技能1．掌握和运用楞次定理来判断一些电磁感应现象中感生电流方向的问题。

2．知道什么是自感现象和自感电动势3．知道自感系数是表示线圈本身特性和物理量。

知道它的单位4．知道自感现象的利和弊以及它们应用和防止二、过程与方法1.引导学生进行探索性的实验，根据实验结果得出感生电流方向判断的方法——楞次定律。

2.要从实验现象的对比中来探求现象背后所遵从的规律.即要体会书中是怎样由实验现象到提出现象内在的本质——自感现象3.通过对生活中常用的日光灯的工作原理的分析来进一步理解自感现象三、情感、态度与价值观1、通过学生实验，培养学生的动手实验能力、分析归纳能力；2、通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真，不怕艰苦的学习态度．3、从楞次定律的因果关系，培养学生的逻辑思维能力．4、从楞次定律的不同的表述形式，培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力．第1节感应电流的方向在前面学习了法拉第电磁感应定律，大家已经会求感应电流的大小，那么感应电流的方向又遵循什么样的规律呢?❶研习教材重难点研习点1 探究感应电流的方向1．电流表的偏转方向将电流表，滑动变阻器，电源和电键依次串联。

第2章：楞次定律和自感现象知识整合专题一感应电流或感应电动势的方向判断问题本考点内容常以选择题的形式出现，当然也可以渗透在综合性较强的计算题中，是进行电路、动力学和功能关系分析的前提和基础。

(1)楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律，而右手定则主要适合导体切割磁感线的特殊情况。

(2)感应电流的“效果”总是要“阻碍”引起感应电流的“原因”，常见的有：阻碍原磁通量变化——增反减同；阻碍导体的相对运动——来拒去留；改变线圈面积来“反抗”——扩大或缩小；阻碍原电流的变化——自感现象。

利用以上楞次定律的推广，可帮助我们对问题做出快速判断。

[例证1]如图2－1所示，甲为竖直悬挂的闭合导体环，乙为带铁芯的电磁铁，ab为架在水平平行导轨上的金属棒，导轨间有竖直向上的匀强磁场，开始时甲处于静止，当ab 沿导轨做切割磁感线运动时，导体环甲远离电磁铁乙向左摆动，则ab可能的运动是()图2－1①向右匀速运动②向右加速运动③向右减速运动④向左加速运动A．①B．②④C．②③D．②专题二电磁感应的图象问题电磁感应中的图象问题在历年的高考中都频频出现，应该引起重视。

这些图象问题主要集中在两大类：(1)由Φ－t图象或B－t图象分析闭合电路中的感应电流随时间变化的特点。

分析时要注意利用图象的斜率所代表的物理意义，即斜率既可反映感应电动势的大小，又可反映感应电动势的方向。

(2)线框切割磁感线过磁场问题。

分析时关键要搞清切割磁感线的有效长度随时间变化的规律。

处理图象问题一定注意要利用“分段法”，将电磁感应过程分解为几个典型的小过程，并善于挖掘各段的联系。

[例证2]如图2－2所示，LOO′L′为一折线，它所形成的两个角∠LOO′和∠OO′L′均为45°。

折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。

一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO′的方向以速度v做匀速直线运动，在t＝0时刻恰好位于图中所示位置。

以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在如图2－3所示的四幅图中能够正确表示电流—时间(I－t)关系的是(时间以l/v为单位)() 图2－2图2－31．一直升机停在南半球的地磁极上空。