高二物理第10期

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高二物理第10期
深刻理解“阻碍”含义,灵活运用楞次定律
河北省饶阳中学 (053900) 王国健
楞次定律表述为: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。
楞次定律可以广义表述为:感应电流的效果,总是阻碍引起感应电流的原因。这里所说的
“效果”,是指感应电流所产生的磁场,也可以是因为有感应电流而引起的机械作用。这里所说
的“原因”,最本质的是指磁通量的变化。“阻碍”有几种具体表现,正确认识和运用楞次定律,
必需全面、深刻理解“阻碍”的含义。
阻碍有以下几种含义:
一、.阻碍原磁通量的变化
当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍原磁通量增加。当原磁
通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍原磁通量减少。这样,感应电流的
磁场方向与原磁场方向的关系可简记为“增异减同”。
应该注意的是,这里的“阻碍原磁通量的变化”,不是“阻止原磁通量的变化”。原磁通量
如果增加,感应电流的磁场只能阻碍增加,只能延缓回路中的磁通量增加,而不能阻止回路中
的磁通量增加。反之,原磁通量如果减少,感应电流的磁场只能阻碍减少,只能延缓回路中的
磁通量减少,而不能阻止回路中的磁通量减少。
例1 一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图1所示
的匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第
一次通过位置1和位置2时,顺着磁场方向看去,线圈中感应
电流的方向分别为( )。
位置1 位置2
A.逆时针方向 顺时针方向
B.逆时针方向 顺时针方向
C.顺时针方向 顺时针方向
D.顺时针方向 逆时针方向
解析:线圈从开始运动到经过位置1时,穿过线圈的磁通
量增加,磁感线方向向右,感应电流的磁场阻碍原磁通量的增
加,方向向左,根据安培定则可判断出,顺着磁场方向看去,感应电流为逆时针方向。当线圈
第一次通过位置2时,穿过线圈的磁通量减少,磁感线方向向右。线圈中感应电流的磁场阻碍
原磁通量的减少,方向向右。根据安培定则可判断出,顺着磁场方向看去,感应电流为顺时针
方向。故选项B正确。
二、阻碍磁场与导体间的相对运动
在磁体与线圈(或闭合导体)相对运动引起感应电流的问题中,当磁体与线圈(或闭合导
体)远离时,线圈(或闭合导体)中的感应电流与磁体通过磁场发生相互作用,表现为引力,
阻碍远离。当磁体与线圈(或闭合导体)靠近时,线圈(或闭合导体)中的感应电流与磁体通
过磁场发生相互作用,表现为斥力,阻碍靠近,据此可判断感应电流的方向。
当闭合导体相对于磁场运动,切割磁感线而产生感应电流时,感应电流的磁场阻碍闭合导
体与原磁场的相对运动。即导体的运动受到阻力作用。据此可判
断感应电流的方向。(当然这种情况用右手定则判断感应电流的方
向也很简便。)
例2 某实验小组用如图2所示的实验装置来验证楞次定律。
当条形磁铁自上而下穿过固定线圈时,通过电流计的感应电流的
方向是( )。

1
B
2
图1

P

G
N
图2
a

b

S
A.a
Gb
B.先aGb,后
bGa
C
.bGa
D.先bGa,后
aGb
解析:当条形磁铁向下穿入线圈中时,线圈中的感应电流的磁场阻碍磁铁向下运动,线圈
的上端出现N极,用右手定则判断出感应电流的方向为aGb。当条形磁铁穿出线圈远离
时,线圈中感应电流的磁场阻碍磁铁向下运动,线圈下端出现N极吸引磁铁,用右手定则判断
出通过电流计的电流方向为bGa。故选项B正确。
三、阻碍原电流变化
在电路中,开关的通断 、电阻的增大或减小、电源电动势的增大或减小等因素,使通电线
圈的电流发生变化,线圈中的磁通量必发生变化。这种由于通过线圈的电流变化,从而引起线
圈自身磁通量的变化,在线圈中产生的电动势叫自感电动势,所产生的电磁感应现象,叫自感
现象。在自感现象现象中,自感电动势阻碍线圈中电流的变化。
例3 如图3所示为一演示实验电路,图中L是一带铁芯的线圈。A是一灯泡,电键S处于
闭合状态,电路是接通的。现将S打开,则在电路切断的瞬间,
通过灯泡A的电流方向是从 端到 端,这个实验是用
来演示 现象的。 解析:电键 S闭合,电路达稳定状态时,通过灯A和线圈L的电流的方向都是从a到b。当电键S打开的瞬间,由电源提供给灯A的电流立即消失,而线圈L中的电流减小时要产生一个与原电流方向相同,从a到b的自感电动势,阻碍原电流的减小。所以此时线圈相当于一个电源,与灯A构成放电电路,通过灯A的电流方向为由b到a。这个实验是演示自感现象的。 CB b 图3 S a L A