对楞次定律的几点剖析

对楞次定律的几点剖析

石阡民族中学：张欢本文选材自山东科学技术出版社（普通高中课程标准实验教科书）物理（选修3-2，以下简称“鲁科版物理3-2”）一书。

在鲁科版物理3-2第二章楞次定律和自感现象中，“楞次定律”既是本章的重点，又是教学的难点，更是物理学的重点。

楞次定律（lenz law）内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

在教学活动中，学生们对楞次定律的难以理解，做题易错已成为一种“普遍现象”。面对这种“窘境”，教师如若能对其进行全新的解读，寻求最佳捷径，必定能达到事半功倍的效果。下面，笔者根据在教学中发现的一些问题与思考归纳出以下几点认识。

一．理解楞次定律的因果关系

该定律表明感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，即原磁场磁通量变化是原因，产生的感应电流的磁场是结果，“结果”阻碍“原因”。二．理解楞次定律的“阻碍”

1.该阻碍是指感应电流的磁场（新磁场）阻碍引起感应电流的磁场的磁通量（原磁场）的变化。简记为“新磁场阻碍原磁场变化”。

2.是“阻碍”而非“阻止”。最终原磁场磁通量还是发生了变化，并未因为新磁场的产生而被阻止不变。此处可理解为新磁场延缓了原磁场的变化时间。

3.“阻碍”不等同于力学中的“阻力”。因为阻力是阻碍物体的相对运动，始终与相对运动方向相反。而楞次定律的“阻碍”并非指新磁场与原磁场相反。他们的变化规律是这样：当引起感应电流的磁通量增大时，产生的感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反（此时新磁场方向与原磁场方向相反）；而当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同（此时新磁场方向与原磁场方向相同）；即“增反减同”。

4.阻碍物体的相对运动：由于磁体与磁体之间存在相互作用力（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）。根据“增反减同”的特点，当原磁场磁通量增加时，新磁场方向与原磁场方向相反，两物体间表现为斥力而相互排斥；当原磁场

磁通量减少时，新磁场方向与原磁场方向相同，两物体间表现为引力而相互吸引；即“来拒去留”。

下面，我们根据这些要点，来做如下例题。

例题：

如图所示，将A、B两只轻小铝环固定在一根轻杆的两端。A环是闭合的，B 环是断开的，轻杆可以绕支点O在水平面内自由转动。

当轻杆静止时，用条形磁铁的任一极接近并插入A环（注意不要相碰），A 环会向远离该磁极的方向运动；磁极插入B环时却不会发生上述现象。

想想这是为什么，并与同学讨论交流。

得出结论后，请猜想如果把条形磁铁的任一极从A环或B环中拔出（注意不要相碰），将分别发生什么现象，并用实验加以验证。（鲁科版物理3-2第24页“讨论与交流”）

解析：由题意可知，当条形磁铁任一极插入闭合的A环时，穿过A环的磁通量会增大，根据磁场产生电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。此时A环会产生感应电流，由于电流具有磁效应，A 环周围会产生新的磁场。由楞次定律，当闭合电路中原磁场磁通量增大时，新磁场会阻碍原磁场磁通量的增加，由“增反”的特点，此时新磁场方向与原磁场方向相反，故二者表现为斥力，A环会向远离该磁极的方向运动。

反之，当磁铁从A环拔出时，A环磁通量会减少，由楞次定律，当闭合电路中原磁场磁通量减少时，新磁场会阻碍原磁场磁通量的减少，由“减同”的特点，此时新磁场方向与原磁场方向相同，二者变现为引力，A环会随磁铁拔出的方向运动。

从新磁场阻碍原磁场磁通量的变化来看：以上现象充分表明了“增反减同”的特点。从新磁场阻碍相对运动来看：以上现象充分表明了“来拒去留”的特

点。

当用同样的操作方法将磁铁穿过断开的B环时，则不会产生穿过A环时的现象；原因是磁场产生感应电流必须在闭合回路中，B环断开，则无感应电流产生，无电流故而无新磁场，磁铁与铝环之间自然没有了相互作用。

三．总结

运用楞次定律解题的注意事项是多方面的，作为刚接触这个内容的中学生来说并非三言两语就能有所成效，只要平时多加练习，勤于思考，树立信心，就一定能突破难点。

当然，楞次定律也给了我们很多启示，在生活中阻碍变化很多事物都有这样的共性。例如，停止的车辆要想运动起来，就必须克服自身惯性、摩擦力、空气阻力等，从而运动起来，这里就说明它有保持原来静止的特性；若要停止下来，同样得克服自身惯性。

诸如此类的例子比比皆是，只要我们善于思考，善于运用类比、联想等思维发现和处理问题。在工作或学习生活中必然会更加得心应手，这不刚好与我们教育的目的不谋而合了么？----“教育的目的是为了促进人的全面发展，其总目的是为了人的终身学习奠定良好的基础”。