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《楞次定律》应用教学之我见

文章来源:本站原创 发布时间:2011年05月22日 点击数: 字体:

中学自然学科论文

 

题目:《楞次定律》应用教学之我见

                                           

安化二中   龙琼华

内容提要: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。这就是楞次定律(高中物理人教版3-211页)。其中,1. “阻碍”不是“阻止”,更不是“相反”。2.感应电流的效果总是要“阻碍”引起感应电流的原因,也可以简要称“效果”阻碍“原因。3. 楞次定律也指出了电磁感应现象中的能量转换关系.

关键词:楞次定律、阻碍、变化、感应电流、方向、磁通量、

相同、相反。

正文:

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。这就是楞次定律(高中物理人教版3-211页)。其中,只有深刻领会、全面把握“阻碍”的含义,才能够准确地把握楞次定律的实质。解决问题才得心应手,我们应从以下三个方面理解它。

 

1. “阻碍”不是“阻止”,更不是“相反”

①“……阻碍……变化”中,“变化”是因、“阻碍”是果,若“变化”被“阻止”,感应电流即消失,“阻碍”即不存在.

1. 如图1所示, 当磁铁运动时
   
流过电阻R的电流是由A

RB, 则磁铁可能是:   
    A.
向下运动
    B.
向上运动
    C.
向左运动
    D.
以上都不可能                                      

1

可见,感应电流的磁场与原磁场方向相同,“阻碍”原磁通量的减小,只不过是延缓了磁通量的减小过程。所以选BC

例2.       如图2所示, ab是个可绕垂直于纸

面的O轴转动的闭合矩形导线框, 当滑动变阻

R的滑片P自左向右滑行时, 线框ab(  )
A.
保持静止不动
B.
顺时针转动
C.
逆时针转动
D.
无法判断转动方向                                                                  

2

分析:当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行时, 电路中的电流会减小,线框ab中通过的磁通量会减小,根据楞次定律,只有线框ab顺时针转动,使线框ab磁场垂直的有效面积增大,从而“阻碍”线框ab中的磁通量的减小,所以应选B
    “阻碍”不仅是“反抗”,也含有“补偿”的意义

感应电流的磁场对原磁通量的变化的“阻碍”作用,不是“相反”,也不仅仅是“反抗”。感应电流的磁场“阻碍”原磁通量的变化表现在: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,“反抗”原磁通量的增加;当原磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,“补偿”原磁通量的减小。所以感应电流的磁场“阻碍”中不仅“反抗”原磁通量增加,也“补偿”原磁通量减小。

 

2.感应电流的效果总是要“阻碍”引起感应电流的原因,也可以简要称“效果”阻碍“原因”具体表现在以下三个方面。

① 感应电流总要“阻碍”原磁通量的变化——增反减同

② 感应电流总要“阻碍”磁体的相对运动——来拒去留

3. 如图3所示, 光滑固定导轨mn水平放置, 两根导体棒pq平行

放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从靠近导轨某一高处下落接近回

路时:
    

A. pq将互相靠拢

B. pq将互相远离 

C. 磁铁的加速度仍为g

D. 磁铁的加速度小于g

分析:pq将互相靠拢

还是互相远离?当条形磁铁从

靠近导轨某一高处下落接近回                             3

路时,回路中磁通量增加,根                            

据楞次定律的阻碍特性,要“阻碍原磁通量的变化——增反减同”,只有回路的面积减小才能“阻碍”原磁通量的增加,所以pq将互相靠拢。

磁铁的加速度仍为g还是小于 g根据楞次定律的阻碍特性,要“阻碍磁体的相对运动——来拒去留”,磁铁向下运动,回路中感应电流的磁场阻碍磁铁向下运动,给磁铁一个向上的斥力,使它的加速度小于g

③感应电流的磁场要“阻碍”原电流的变化——增反减同

4.如图4所示,电路中有L1L2两个完全相同的灯泡, 线圈的电阻忽略不计, 下列说法正确的是:   
    A.
闭合S, L1先亮,L2后亮最后一样亮 

B. 断开S, L1立刻熄灭,L2过一会儿熄灭

C. L1中的电流始终从ab

D. L2中的电流始终从cd

分析:闭合S时,L1中的电

流从abL1立刻亮,此时线

圈中电流要增大,由于线圈的自

感作用,产生一个与原电流方向相                           4

反的自感电流,阻碍自身电流的增大,使L2中电流迟一些增大,所以L2后亮最后一样亮。断开S时,线圈中电流要减小,由于线圈的自感作用,产生一个与原电流方向相同的电流,阻碍自身电流的减小,因为线圈、L1 L2组成一个闭合回路,所以L1 L2会同时熄灭,此时L1由的电流方向是由ba的,L2中的电流始终从cd 。所以正确答案应是AD

5.如图5所示,现在来确定感应电流的方向。

分析:闭合开关给螺线管A通电时,或者减小变

阻器的电阻,使螺线管A中的电流增大时,穿过螺线

B的磁通量增加,如图甲,设螺线管A中的电流方

向沿着顺时针方向流动,因而原来的磁场方向是向下的,

由楞次定定律可知,感应电流阻碍磁通量的增加,因此

螺线管B中感应电流的磁场方向跟A的磁场方向相反,

即磁感线的方向向上的,由甲图中可以知道,感应电流

B中是沿着逆时针方向流动的

断开开关使A断电时,或者增大变阻器的电阻,使

螺线管A中的电流减小时,如图乙,设螺线管A中的电

流方向沿着顺时针方向流动,穿过螺线管B的感应电流

方向会是什么方向?                                       5

    运用楞次定律,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。螺线管B的磁通量会怎么变化呢?方向怎样?螺线管B中感应电流的磁场方向跟螺线管A的磁场方向会相同吗?B中感应电流是不是沿着顺时针方向流动的?这种情形我们自已来完成。

         

3. 楞次定律也指出了电磁感应现象中的能量转换关系.

楞次定律指出:  感应电流的磁场总是在“阻碍”着引起感应电流的磁通量的变化, 为维持感应电流, 就必须克服这个“阻碍”做功而消耗能量,这部分能量的消耗就是感应电流的能量的来源。楞次定律的深刻意义正是在于它是能量转化和能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,而这种能量的转化和能量的守恒正是通过这种“阻碍”表现出来的

2009.4.

 

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