论文部分内容阅读
摘 要：“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”，这是楞次定律的内容，它揭示了感应电流方向的规定性和普遍性，为人们判定感应电流的方向提供了理论的依据和方法，但在实际应用的过程中，我们为了更方便、快捷的解决问题可以从更多的角度去理解楞次定律，应用楞次定律的几个推论去分析问题。
关键词：楞次定律 推论 通量
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.03.048
“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”，这是楞次定律的内容，它揭示了感应电流方向的规定性和普遍性，为人们判定感应电流的方向提供了理论的依据和方法，但在实际应用的过程中，我们为了更方便、快捷的解决问题可以从更多的角度去理解楞次定律，应用楞次定律的几个推论去分析问题。
一、从阻碍磁通量的变化角度理解——“增反减同”
感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，所以当原磁通量增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，即“增反”；当原磁通量减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“减同”。
例1 如图所示，当磁铁的N极突然向铜环运动时，铜环中感应电流的
方向怎样？
解析：当条形磁铁的N极靠近铜圈时，铜圈中的磁通量增加，
根据“增反”的原则，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，
即向上，由安培定则可判断出感应电流的方向应为逆时针（俯视）。
注意：磁通量的变化包含很多种情况：由大到小、由小到大、由有到无、由无到有、由正到负、由负到正等。
例2 如图所示，空间有一矩形线圈abcd和一根无限长通电直导线EF。ab及cd边与导线平行，在纸面内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中，线圈中感应电流的方向为：（）
A.先为abcda，然后adcba，再abcda.
B.先为adcba，然后abcda，再adcba.
C.始终abcda. D.始终adcba.
解析：在直导线的左边直线电流产生的磁场的方向是：
垂直纸面向外的，右边垂直纸面向里。当线圈从左边靠近直导线时，线圈中的磁通量是增大的，根据“增反”的原则感应电流的磁场与原磁场方向相反。由安培定则判断感应电流的方向为abcda；当bc边越过EF时，通过线圈的磁通量在减小，根据“减同”的原则，感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流的方向为adcba；从ad边越过EF之后，线圈中的磁通量在减少，所以线圈中的电流方向为abcda。综合以上分析，本题应选A。
二、从阻碍导体间的相对运动角度理解——“来拒去留”
感应电流的产生是由于磁通量的变化引起的，又因为磁通量的变化可以由导体间的相对运动引起，所以感应电流阻碍原磁通量的变化可以理解为阻碍导体间的相对运动，即“来拒去留”。
例3 如图所示，导线AB和CD相互平行，试确定在闭合和断开开关S的时候导线CD中的感应电流的方向。
解析：当闭合开关S时，等同于磁体靠近线圈，根据“来拒”的原则，CD与AB的电流方向应相反，所以CD中的电流方向为D到C；开关S断开时，根据“去留”的原则，CD中的电流方向应与AB中的电流方向相同，即由C到D.
注意：电流间的相互作用是：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。
三、从面积的变化角度理解——“增缩减扩”
当回路是由可以变形的导线组成时，磁通量的变化引起感应电流会使回路面积有扩大或缩小的趋势。磁通量增加時，面积会缩小；磁通量减小时，面积会增大。来阻碍原磁通量的变化，即“增缩减扩”。
例4 如图所示，光滑导轨MN水平固定，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从上方落下未到达导轨平面的过程中，导体棒P、Q的运动情况是：（ ）
A.P、Q相互靠拢。
B.P、Q相互远离。
C.P、Q均静止。
D.因磁铁极性不明，无法确定。
解析：因本题磁铁极性不明，若按常规解法需分情况讨论，显然较繁。可直接利用“增小见大”的原则，因磁铁向下运动，向可动棒P、Q靠近，则通过闭合回路M的磁通量在增大，PQMN的面积减小来阻碍增大，所以NPQ在靠近选择A；如果向外拔出磁铁的话，则PQ相互远离。
可见用“增缩减扩”的方法判断的优势是不管磁场的方向如何，关心的是磁通量如何变化，可以避免繁琐的分析过程，使问题变得非常简单。综合以上分析，从本质上讲感应电流的效果都是“阻碍”原磁通量的变化。“增反减同”“来拒去留”和“增缩减扩”是同一过程中的几种不同的表示方式，都是感应电流引起的机械效应。
关键词：楞次定律 推论 通量
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.03.048
“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”，这是楞次定律的内容，它揭示了感应电流方向的规定性和普遍性，为人们判定感应电流的方向提供了理论的依据和方法，但在实际应用的过程中，我们为了更方便、快捷的解决问题可以从更多的角度去理解楞次定律，应用楞次定律的几个推论去分析问题。
一、从阻碍磁通量的变化角度理解——“增反减同”
感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，所以当原磁通量增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，即“增反”；当原磁通量减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“减同”。
例1 如图所示，当磁铁的N极突然向铜环运动时，铜环中感应电流的
方向怎样？
解析：当条形磁铁的N极靠近铜圈时，铜圈中的磁通量增加，
根据“增反”的原则，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，
即向上，由安培定则可判断出感应电流的方向应为逆时针（俯视）。
注意：磁通量的变化包含很多种情况：由大到小、由小到大、由有到无、由无到有、由正到负、由负到正等。
例2 如图所示，空间有一矩形线圈abcd和一根无限长通电直导线EF。ab及cd边与导线平行，在纸面内线圈从导线的左边运动到右边的整个过程中，线圈中感应电流的方向为：（）
A.先为abcda，然后adcba，再abcda.
B.先为adcba，然后abcda，再adcba.
C.始终abcda. D.始终adcba.
解析：在直导线的左边直线电流产生的磁场的方向是：
垂直纸面向外的，右边垂直纸面向里。当线圈从左边靠近直导线时，线圈中的磁通量是增大的，根据“增反”的原则感应电流的磁场与原磁场方向相反。由安培定则判断感应电流的方向为abcda；当bc边越过EF时，通过线圈的磁通量在减小，根据“减同”的原则，感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流的方向为adcba；从ad边越过EF之后，线圈中的磁通量在减少，所以线圈中的电流方向为abcda。综合以上分析，本题应选A。
二、从阻碍导体间的相对运动角度理解——“来拒去留”
感应电流的产生是由于磁通量的变化引起的，又因为磁通量的变化可以由导体间的相对运动引起，所以感应电流阻碍原磁通量的变化可以理解为阻碍导体间的相对运动，即“来拒去留”。
例3 如图所示，导线AB和CD相互平行，试确定在闭合和断开开关S的时候导线CD中的感应电流的方向。
解析：当闭合开关S时，等同于磁体靠近线圈，根据“来拒”的原则，CD与AB的电流方向应相反，所以CD中的电流方向为D到C；开关S断开时，根据“去留”的原则，CD中的电流方向应与AB中的电流方向相同，即由C到D.
注意：电流间的相互作用是：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。
三、从面积的变化角度理解——“增缩减扩”
当回路是由可以变形的导线组成时，磁通量的变化引起感应电流会使回路面积有扩大或缩小的趋势。磁通量增加時，面积会缩小；磁通量减小时，面积会增大。来阻碍原磁通量的变化，即“增缩减扩”。
例4 如图所示，光滑导轨MN水平固定，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从上方落下未到达导轨平面的过程中，导体棒P、Q的运动情况是：（ ）
A.P、Q相互靠拢。
B.P、Q相互远离。
C.P、Q均静止。
D.因磁铁极性不明，无法确定。
解析：因本题磁铁极性不明，若按常规解法需分情况讨论，显然较繁。可直接利用“增小见大”的原则，因磁铁向下运动，向可动棒P、Q靠近，则通过闭合回路M的磁通量在增大，PQMN的面积减小来阻碍增大，所以NPQ在靠近选择A；如果向外拔出磁铁的话，则PQ相互远离。
可见用“增缩减扩”的方法判断的优势是不管磁场的方向如何，关心的是磁通量如何变化，可以避免繁琐的分析过程，使问题变得非常简单。综合以上分析，从本质上讲感应电流的效果都是“阻碍”原磁通量的变化。“增反减同”“来拒去留”和“增缩减扩”是同一过程中的几种不同的表示方式，都是感应电流引起的机械效应。