把握定律核心 慎用二级结论

宋昌荣

摘 要：物理教学中，经验丰富的老师喜欢利用核心定律命题，依据教学经验，经过推理、论证、归纳，得到一些有利于考试的结论，我们称这些经验性结论为二级结论。对定律和定理进行内延或外扩而得到的二级结论，一方面，应做到有的放矢、有理有据；另一方面，在教学过程中，其准确性应经得住实践的检验。盲目地将不确切的二级结论在课堂上传授，不仅误人子弟，违背教师的职业道德，更有悖于物理学严谨治学的学科特征[1]。

关键词：楞次定律；二级结论；教学事例

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）8-0039-2

1833年，俄国物理学家楞次总结了安培、法拉第等人对电动力学和电磁感应现象的研究成果，在圣彼得堡科学院宣读了《关于用电动力学方法决定感应电流方向》的论文，提出了确定感应电流方向的定律——楞次定律。楞次定律的表述可归结为：“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。”

中学教师在教学楞次定律时推广得到的一些二级结论：

①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；

②阻碍相对运动——“来拒去留”；

③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；

④阻碍原电流的变化（自感现象）——“增反减同”；

这些基于楞次定律得到的二级结论，在不同场合、不同资料上被广大教师纷纷引用。笔者通过两个例题，剖析以上二级结论的不足之处。

例1 如图1所示，在条形磁铁S极附近，有一水平放置的闭合线圈abcd，现将它由位置Ⅰ经位置Ⅱ平移至位置Ⅲ，则线圈中感应电流的方向及与条形磁铁的相互作用方向？

解析 条形磁体外部（右侧），磁感线分布情况如图2所示，靠近S极处密集，远处稀疏，由于本题中闭合线圈abcd水平放置，所以在II位置磁通量为零，由图示中I位置靠近II位置过程中，磁通量必然减小，感应电流应为俯视顺时针方向。此环形电流等效为小磁铁（如图3所示），不难看出，在线圈下降靠近磁体的过程中，二者是吸引的，同理得到，线圈由II到Ⅲ位置的过程中，虽然从相对运动上来看是远离的，但从相互作用上看确实是排斥的，可谓“来留去拒”，正好与二级结论②相悖！

例2 如图4所示，螺线管b置于闭合金属环a的轴线上，b中有恒定电流，从某时刻起， 当b中通过的电流逐渐变大时，则（ ）

A.环a有缩小的趋势

B.环a有扩张的趋势

解析 本题中，螺线管b电流增大，磁感应强度增强。很多学生受到上述二级结论的影响，认为金属环a有缩小的趋势。

首先，笔者作出a环处的磁场，（如图5，设螺线管b中的电流由左向右），此时易得：螺线管b电流增大，金属环a磁通量增大，依据楞次定律，感应电流产生的磁场与原磁场相反，即感应电流方向从右向左为逆时针。由左手定则可得，金属环a每个位置受力均沿半径向外，金属环a有扩大的趋势！（如图6） 由此看来，针对线圈面积的二级结论③：“增缩减扩”也存在较大的局限性。

小结 楞次定律是一条电磁学的基本定律，借助它可确定电磁感应产生的感应电动势的方向，进而得到感应电流的方向。

回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的，那么楞次定律可表述为：“感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化。”我们称这个表述为通量表述，——这是二级结论①的依据。感应电流的效果是在回路中产生了磁通量，而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。

组成回路的导体做切割磁感线运动时，能够改变原回路的磁通量，产生感应电动势，从能量转化的角度来说，必有其他形式的能转化为了电能，因而此时主动切割的导体一定做负功。那么，楞次定律的运动表述为：“运动导体上的感应电流受的磁场力（安培力）总是反抗（或阻碍）导体的运动。”

教学过程中，便于推广的二级结论，应具有以下特征：抓住了物理问题的本质而显得特别简单明了、直截了当；能够显示判求物理问题的通用性，对题目条件依赖最少。物理学是一门严谨的科学，我们的教学更需要严谨，课堂教学中，指导学生格物究理，探究、掌握概念核心不要盲目传授、使用二级结论。

参考文献：

[1]钱呈祥.物理“二级结论”在高考中的应用及拓展[J]. 物理教学探讨，2009，27（1）：50—52.

（栏目编辑 罗琬华）