楞次定律的理解和应用

楞次定律内容：“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.” 楞次定律的表述简明扼要，高度概括.那么，如何理解呢？

一、对楞次定律的理解

（一）明确各个物理量之间的关系

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中会产生感应电流.感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场.这样，电路中存在两个磁场，即原磁场（产生感应电流的磁场）和感应电流的磁场.

（二）楞次定律中“阻碍”的含义

楞次定律的关键词是“阻碍”，只有深刻理解“阻碍”的含义，才能准确地把握楞次定律的实质.

1.“阻碍”不是“相反”

学生学习过程中，有些学生误认为“阻碍”就是方向相反，以为感应电流的磁场总与原磁场的方向相反.应使学生明确，“阻碍”既不是阻碍原磁场，也不是阻碍原有的磁通量，而是指感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增加或减少.

2.“阻碍”不是“阻止”

感应电流的磁场对原磁场磁通量的变化有“阻碍”作用，但不是“阻止”原来磁通量的变化.因为原磁通量的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止了，就不可能产生感应电流.因此，感应电流的磁场阻止不了原磁通量的变化.

3.“阻碍”不仅是“反抗”

感应电流的磁场对原磁场的磁通量变化的“阻碍”作用不仅是“反抗”.当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，“反抗”磁通量的增加；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，以“补偿”原磁通量的减少.所以“阻碍”不仅“反抗”原磁通量的增加，同时还“补偿”原磁通量的减少.

（三）对楞次定律中“阻碍”的理解

1.谁阻碍谁

是“感应电流的磁场”阻碍引起感应电流的磁场通过闭合电路的“磁通量的变化”，这实际上是结果（感应电流）对原因（磁通量的变化）的反抗.因此，楞次定律也可叙述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因.

2.什么时间阻碍

在感应电流存在的时间里阻碍，也就是引起感应电流的原磁场通过闭合电路的磁通量发生变化的时间.

3.如何阻碍

当原磁场通过闭合电路的磁通量增加时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相反的磁场，以“抵消”原磁通量的增加；当原磁场通过闭合电路的磁通量减少时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相同的磁场，以“补偿”原磁通量的减少.这种阻碍，与原磁场通过闭合电路的磁通量变化是何种原因引起的无关，这种阻碍只是一种等效说法，实际上不会阻止磁通量变化的发生，否则就不会有电磁感应现象发生.

4.阻碍的结果

并没有阻止磁通量的变化，只是延缓了磁通量的变化.

二、实例应用

应用楞次定律判定感应电流方向的步骤

1.明确研究的对象是哪一个闭合电路；

2.确定原磁场的方向；

3.判断穿过闭合电路的磁通量如何变化；

4.根据楞次定律确定感应电流所产生的磁场方向；

5.运用安培定则根据感应电流的磁场方向确定感应电流的方向.

对应引起感应电流的磁通量的变化的不同方式，应用楞次定律判断感应电流方向时有以下几个结论.

（一）增反减同

就感应电流的磁场方向来说，当原磁场通过闭合电路的磁通量增加时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相反的磁场；当原磁场通过闭合电路的磁通量减少时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相同的磁场.

例1 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘体，B为导体环，当A以如图3所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）.

A.A可能带正电且转速减小

B.A可能带正电且转速增大

C.A可能带负电且转速减小

D.A可能带负电且转速增大

解析 由右手定则可以确定B中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，B中磁场总是阻碍A中磁场的变化，据“增反减同”可知，如果A中磁场也垂直于纸面向外，则A中磁场必定减少的，环A应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，故应该带负电；如果A中磁场垂直于纸面向里，则A中磁场必定增加的，环A应该做加速运动，产生顺时针方向的电流，故应该带正电.故选BC.

（二）来拒去留

若磁通量的变化是由于磁极相对于闭合电路平面的运动引起的，则当磁极（无论N极还是S极）向电路靠近时，电路对靠近的磁极排斥；当磁极远离电路时，电路对磁极吸引.从运动的效果看，可表述为敌进我拒，敌退我追.这样可方便判知闭合电路等效的磁体的磁极，然后确定出电流的方向.

例2 如图2所示，当磁铁突然向铜环方向运动时，铜环的运动情况是（ ）.

A. 向右摆动 B. 向左摆动

C. 静止 D. 无法判定

解析 由来拒去留知，磁铁向左运动时，线圈与磁铁相互排斥，故铜环向左运动，所以B选项正确.

（三）增缩减扩

如果闭合电路的面积可以变化，阻碍磁通量的变化可引起闭合电路面积的变化，当磁通量增大时，电路“收缩”，面积减小；反之，电路“扩张”，面积增大.

例3 如图3所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通有图中所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）.对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是（ ）.

A.有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势

B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势

C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势

D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势

解析 t1～t2时间内，B中的电流为顺时针增大，穿过线圈A的磁通量增大，有增缩减扩知，A的面积有收缩的趋势，所以D正确.

（四）自感现象

感应电流阻碍原电流的变化，线圈中原电流增加，在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反；反之，相同.

例4 如图所示，L1，L2为两盏规格相同的小灯泡，线圈的直流电阻与小灯泡的电阻相等，安培表电阻不计.当开关S闭合时，安培表中指示某一读数，下列说法中正确的是（ ）.

A.开关S闭合时，L1，L2都立即变亮

B.开关S闭合时，L2立即变亮，L1逐渐变亮

C.开关S断开瞬间，安培表有可能烧坏

D.开关S断开时，L2立即熄灭，L1逐渐熄灭

解析 开关S闭合，线圈中电流在增大，感应电流阻碍其增大，所以L1立即变亮，L2逐渐变亮；开关S断开时，线圈中电流在减小，感应电流阻碍其减小，L1逐渐熄灭，L2立即熄灭.所以D正确.

楞次定律的四个结论言简意赅、形象生动、便于记忆和理解，对于解决不同类型的电磁感应问题十分方便快捷，往往起到事半功倍的作用.

总之，楞次定律是高中物理教学过程中的重点，也是难点，以上只是我在教学过程中总结的一点点体会，希望各位老师多给予批评指正.