楞次定律教學(xué)分析論文

時(shí)間:2022-05-15 07:03:00

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楞次定律教學(xué)分析論文

摘要:楞次定律是中學(xué)物理電磁學(xué)部分的重要內(nèi)容,更是一個(gè)難點(diǎn)。楞次定律有兩種常用表述形式,第一種是“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”,它反映了感應(yīng)電流的方向應(yīng)遵循的規(guī)律;第二種是“感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因”,它反映了感應(yīng)電流產(chǎn)生的某種機(jī)械效果。根據(jù)題意靈活運(yùn)用楞次定律的這兩種表述,會(huì)使分析解答過程趨于簡(jiǎn)捷。

關(guān)鍵詞:阻礙;楞次定律;感應(yīng)電流;磁通量

閉合回路中感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向,總是使它產(chǎn)生的磁場(chǎng)去阻礙引起感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的磁通量的變化,這就是楞次定律。楞次定律是中學(xué)物理教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn),要求學(xué)生能夠深入理解楞次定律的意義,才能夠靈活的應(yīng)用。

一、正確理解楞次定律的內(nèi)容

楞次定律中,核心詞語(yǔ)是“阻礙”。首先,阻礙不是阻止.因?yàn)榇磐ǖ淖兓且鸶袘?yīng)電流的必要條件,若這種變化被阻止,也就不可能繼續(xù)產(chǎn)生感生電流了.其實(shí)原磁場(chǎng)的變化是由外界的各種因素決定的,如電流的變化、相對(duì)位置的變化,而與感生電流無(wú)關(guān).其次,感生電流阻礙的對(duì)象是原磁場(chǎng)的磁通變化而不是磁通密度B的變化.第三,阻礙不是“相反”.如果將阻礙理解成感生電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)方向相反,則楞次定律就違背了電磁感應(yīng)現(xiàn)象也必須符合能量守恒定律個(gè)自然界的基本法則。

二、雙方面詮釋楞次定律的應(yīng)用

楞次定律應(yīng)用較為靈活,利用楞次定律分析問題的方法大體上分為兩類,下面以一道例題為例:

如圖所示,一個(gè)條形磁鐵下方有一個(gè)閉合線圈,問當(dāng)磁鐵的N極向下開始下落的時(shí)候,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向如何?應(yīng)該如何運(yùn)動(dòng)?對(duì)于這個(gè)題目,可以采取兩種不同的解決方法。

方法一:

首先明確利用楞次定律解題的步驟。

(一)確定原來(lái)的磁場(chǎng)方向(B);

(二)確定穿過線圈的原磁通量是增加還是減少;

ΔΦ>0(Φ增加)ΔΦ<0(Φ減少)

(三)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(B’);

ΔΦ>0(Φ增加)→B和B′相反

ΔΦ<0(Φ減少)→B和B′相同

(四)利用右手螺旋定則確定感應(yīng)電流的方向。

然后針對(duì)上述步驟,逐步進(jìn)行分析。

第一步,確定原磁場(chǎng)的方向,向下;

第二步,確定原磁通量增加還是減少,通過圖示,可以清楚的看出,原磁通量增加,即ΔΦ>0;

第三步,根據(jù)楞次定律,閉合回路中感應(yīng)電流的方向,總是使它產(chǎn)生的磁場(chǎng)去阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。既然原磁通量增加了,那么感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是阻礙原磁通量的增加,也就是說,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(B'''')的方向向上;

第四步,利用右手螺旋定則,很容易判斷出感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針。

這種方法推理過程嚴(yán)謹(jǐn),不容易出錯(cuò),要求學(xué)生思路清晰,基本功扎實(shí)。

方法二:

可以采取一種較為靈活的方法,這種方法是對(duì)楞次定律的一種引申。根據(jù)楞次定律的內(nèi)容,感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向總是要滿足一個(gè)規(guī)律,即總是要阻礙原磁通量的變化。對(duì)于這個(gè)題目,問條形磁鐵下落時(shí),線圈應(yīng)該怎么運(yùn)動(dòng)?感應(yīng)電流方向如何?當(dāng)磁鐵下落時(shí),顯然原磁通量是增加的,要想阻礙它的增加,由圖可知,如果線圈向下運(yùn)動(dòng),即相當(dāng)于阻礙了原磁通量的增加,滿足楞次定律。這樣,就可以判斷出線圈的運(yùn)動(dòng)方向,再根據(jù)右手螺旋定則,判斷出電流的方向。

這種方法比上一種方法簡(jiǎn)單,要求學(xué)生形象思維能力強(qiáng),頭腦靈活。

以上兩種方法各有其優(yōu)劣,學(xué)生們應(yīng)該按部就班,在深入理解楞次定律的基礎(chǔ)上,再采取一些巧妙的、適合自己的解題方法。