原创《楞次定律的有效教学》
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广西贺州第二高级中学 周米志
楞次定律是高中学生比较难理解的一个规律,它的内容很丰富,概括性强.学生刚开始接触有点难,哪怕是到了高三的第一轮复习,学生理解起来也是比较困难,笔者就想拿这个内容来探讨一下,从楞次定律的定义、应用和表现形式几个方面来阐述.
一、楞次定律的定义
在课本当中,楞次定律的内容表述是：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磁通量的变化,对这个内容的表述,不同的资料略有不同,有以下一些：
（1）感应电流的效果总是反抗引起它的原因.或者具体一点说是：感应电流在回路中产生的磁通总是反抗（或阻碍）原磁通的变化.（2）感应电流的磁场总是弥补产生它的那个原磁场.
从这里可以看出不管哪一个表述,总少不了这几个关键点：一是原来的磁场,二是原来磁场的变化,三是感应电流的磁场.还有“阻碍”,“弥补”这些动词.尽管有多种内容表诉.但各种表述在本质上是一致的,那我们如何理解楞次定律的内容表述呢？
在楞次定律的内容表述当中,我们可以看出来,楞次定律为我们指明了一个判断感应电流的方法.对“阻碍”二字的理解就是：当原来磁通量增加的时候,会引起感应电流的变化,而这个感应电流又产生一个新的磁场,这个磁场的方向就是与原来的磁场的方法相反,来达到阻碍原来磁通量增加的目的；当原来磁通量减少的时候,感应电流也会产生磁场,这个磁场与原来的磁场方向相同,以此来达到阻碍原来磁通量减少的目的.从这里我们可以看出,要深刻的理解楞次定律,我们就要知道产生感应电流的因果关系,原来磁通量发生变化,会引起磁通量的变化,磁通量的变化,又会引起感应电流,这里我们特别要注意的是,阻碍不是阻止,原来的磁通量增加还是会增加,原来的磁通量减少还是减少,感应电流的磁场只是延缓或削弱了原来磁通量的变化.
二、楞次定律的表现形式
楞次定律的内容文字概括精练,内容含义丰富,而我们对楞次定律的的掌握不仅仅是停留在理解上,我们更重要的是在理解的基础上学会应用楞次定律来解决实际的问题,笔者通过总结,在具体的应用上,楞次定律可以从以下几个方面着手：
（1）增反减同,题目如下：一个矩形线圈abcd在水平面上匀速自左向右运动,进入一个有界磁场当中,磁场竖直向下,磁场边界如图所示,从矩形线圈的ad边开始进入磁场到磁场的bc边完全离开磁场.对矩形电流的有无和方向判断（从上往下看）正确的是
A.先顺时针,然后没有电流,再逆时针.
B.先顺时针,然后没有电流,再顺时针.
C,开始没有电流,等线圈全部进入磁场时,才有电流.
D,先逆时针,然后无电流,再顺时针.
我们来对这个题目进行分析.
当矩形线圈还在磁场的区域右边时,穿过线圈的磁场为零,那么穿过线圈的磁通量也为零,磁通量没有变化,根据产生感应电流的条件,线圈没有感应电流,当ad边刚进入磁场区域时,对矩形线圈而言,具有磁场的有效面积越来越大,那么穿过矩形线圈的磁通量增加,我们还要注意这时的磁通量的方向是竖直向下的（从上往下看）,根据“增反减同”,此时感应电流产生的磁场是竖直向上的,根据右手螺旋定则,要产生竖直向上的磁场,感应电流必须是逆时针,当矩形线圈完全进入磁场区域时,虽然这时穿过线圈的磁通量不为零,但是在运动的过程中,穿过线圈的磁通量没有变化,根据产生感应电流的条件,磁通量没有发生变化,那么就没有感应电流,当线圈将要离开磁场时,矩形线圈有磁通量的有效面积越来越少,穿过线圈的磁通量逐渐减少,根据“增反减同”,此时感应电流产生的磁场是竖直向下的,而要产生这样的磁场,根据右手螺旋定则,矩形线圈的感应电流的方向是顺时针的,当线圈完全离开磁场时,线圈的磁通量没有变化,没有感应电流产生,综上所述,正确答案是选D选项.
（2）来拒去留.如下图,有一个水平放置的金属导轨,导轨里有竖直向上的磁场,在导轨上有个导体棒,现在分析当导体棒向左和向右运动时,分析导体棒受到的安培力方向.
当导体棒向左运动时,相对导轨而言,此时的导体棒是表现为“来”,根据来拒去留.磁场表现出对导体棒的排斥力,即安培力阻碍导体棒过来,所以导体棒受到的安培力是向右.这时判断安培力的方向非常简单,当然我们也可以从感应电流的角度进行分析,当导体棒向左运动时,导体棒所在的闭合回路的磁通量是向上的,并且在减少,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍原来磁通量的增加,所以导体棒所在回路里的电流是逆时针的,根据左手定则,导体棒受到的安培力是向右的,这跟用来拒去留的方法判断的结果是一样的.当导体棒向右运动时,相对导轨而言,此时的导体棒是表现为“去”,根据来拒去留.磁场表现出对导体棒的吸引力,即安培力阻碍导体棒离去,所以导体棒受到的安培力是向左.当然我们也可以从感应电流的角度进行分析,当导体棒向右运动时,导体棒所在的闭合回路的磁通量是向上的,并且在增加,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍原来磁通量的增加,所以导体棒所在的回路里的电流是顺时针的,再根据左手定则,导体棒受到的安培力是向左的,这跟用来拒去留的方法判断的结果也是一样的.
如上图,条形磁铁水平放置,条形磁铁右边悬挂一个金属圆环,圆环所在平面与条形磁铁所在直线垂直.试分析,当条形磁铁向左运动和向右运动时,金属圆环如何运动,这个问题我们可以用来拒去留很容易地解决.当条形磁铁向右靠近圆环时,根据来拒去留,此时圆环对条形磁铁是排斥的作用,即阻碍条形磁铁靠近,圆环对条形磁铁的力是向左,根据力的作用是相互的,条形磁铁对圆环的力是向右的,所以圆环往右偏.我们再来分析条形磁铁向左运动时,金属圆环向哪边运动.当条形磁铁向左远离圆环时,根据来拒去留,此时圆环对条形磁铁是吸引的作用,即阻碍条形磁铁远离,圆环对条形磁铁的力是向右,根据力的作用是相互的,条形磁铁对圆环的力是向左的,所以圆环是往左偏.
（3）增缩减扩.右边两根光滑的平行导轨M和N,他们是水平放置并且固定.在导轨M和导轨N上面另有两根光滑导体棒P和Q,导体棒P和Q相互平行并且与导轨M、N垂直.下列判断正确的是
A.导轨P和Q相互靠近
B.导轨P和Q相互远离
C.条形磁铁的重力加速度大于g
D.条形磁铁的重力加速度小于g
我们来分析一下这个问题,所谓“增缩减扩”,就是指对一个闭合回路,如果通过回路的磁通量是增加的话,那么根据楞次定律的表述,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,这个时候回路的面积有缩小的趋势.如果通过回路的磁通量是减少的话,那么根据楞次定律的表述,感应电流的磁场阻碍磁通量的减少,这个时候回路的面积有扩大的趋势.我们再回过头来看看这个题目,我们知道对条形磁铁而言.两个磁极的磁场是最强的.如果磁铁的南极向下运动的话,通过导体棒P和Q所在的回路的磁通量是向下并且增加的,根据“增缩”,这时导体棒P和Q应该是靠近的,这样才能使回路的面积减少.如果条形磁铁是向上运动的话,根据“增缩减扩”,导体棒P和Q应该是相互远离的.此题还有另外C、D两个选项要判断,这时我们可以用来拒去留来分析.当磁铁向下运动的时候,根据“来拒”,这时的导体棒P和Q回路表现出的是对磁铁的排斥,即回路对磁铁是向上的力,对磁体而言,还受到一个向下的重力,磁铁的合力向下并且小于重力,根据牛顿第二定理,条形磁铁的加速度是小于重力加速度g的.当然,这个题目我们假设磁铁受到的排斥力大小是小于重力的,综上所述,此题正确选项是AD.
三、楞次定律和右手定则
右手定则是导线在切割磁场时判断感应电流的一种方法,用右手定则能判断感应电流的问题用楞次定律也可以判断,这就说明了右手定则是楞次定律里的一种特殊情况.当然右手定则只适合导线切割磁场这种情况,如果一个闭合回路面积没有变,只是磁场在变,这个时候右手定则显得无能为力,那只能用楞次定律来判断了.对导线切割磁场这种情况,用右手定则判断感应电流的方向比楞次定律更便捷.
（广西教育科学“十二五”规划课题《新课改背景下教师的有效教学研究》（立项编号：2015C237））
教学研究论文参考资料：
结论,这篇文章为一篇关于对写作楞次定律和教学研究和有效教学研究论文范文与课题研究的大学硕士、教学研究本科毕业论文教学研究论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助。
