三.楞次定律-应用
[要点导学]
1.应用楞次定律判断感应电流方向的四个步骤。
(1)明确原磁场的方向;
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是在增加还是在减少;
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;
(4)利用安培定则,判断感应电流的方向。
2.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这句话高度概括了楞次定律,但是由于产生感应电流的情景有好多种,所以楞次定律的表述也有好几种,主要有以下五种:
(1)闭合线圈的面积不变,感应电流是因磁场变化引起的则感应电流的磁场阻碍原磁场的变化--克强助弱;
(2)磁场不变,感应电流是因回路面积变化而产生的则感应电流的磁场阻碍其面积的变化。
(3)感应电流是因为导体与磁场的相对运动产生的则感应电流的磁场阻碍它们的相对运动--"去则吸引、来则排斥"。
(4)感应电流是因自身的电流变化而产生的则感应电流的磁场阻碍电流的变化。(这一点将在自感现象中遇到)
(5)感应电流是因为闭合电路中的一部分导体切割磁感线产生的,则用右手定则判断感应电流的方向。右手定则是楞次定律的特例,根据楞次定律切割磁感线产生的安培力一定阻碍切割磁感线的运动。
我们应用楞次定律时可以在上述五种方法中选择自己觉得比较简单的一种。
3.要正确理解楞次定律中的"阻碍"两字的意思:
(1)阻碍不是阻止。磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍原磁场的减弱,但原磁场毕竟还在减弱。在直导线切割磁感线产生感应电流时,感应电流的出现一定阻碍切割磁感线的运动,但不是阻止这种运动,因为这种运动还在进行。
(2)阻碍不一定是反抗,阻碍还可能有补偿的意义。当磁通量减少时感应电流的磁场就补尝原磁场的磁通量的减少。这里关键是要知道阻碍的对象是磁场的变化,阻碍的对象不是磁场。
(3)阻碍是能量守恒的必然结果,在电磁感应现象中克服感应电流的阻碍作用做多少功就有多少其它形式的能转化为感应电流的电能。
[范例精析]
例1如图4-3-19 所示,当长直导线中电流减小时,两轻质闭合导体环a、b将如何运动?
解析:当长直导线中的电流减小时,它在其周围产生的磁场将减弱,两导体环中的磁通量亦将减少。因而,两环中产生感应电流的原因都是穿过其中的磁通量在减少,所产生的感应电流的结果必将"反抗磁通量的减少"。又因越靠近直导线处,磁场越强,所以,导体环和b都向直导线靠近。即环向右移动,b环向左移动。