浅谈高中物理楞次定律的应用

刘冬梅

摘要：楞次定律是高中物理教学中比较重要的一环，对学生学习力学相关知识有着重要作用。但是对于楞次定律，不仅老师觉得教学难度较大，而学生也觉得难以理解。基于此，怎样帮助学生正确理解和掌握楞次定律，就成为当前高中物理教学需要关注的重点課题。我们可以从楞次定律应用中的几个常见问题入手，通过分析来更好地把握楞次定律，并且实现对楞次定律的灵活应用。

关键词：高中物理 楞次定律 应用 问题

在高中物理教学中，理解和应用楞次定律始终是学生学习的难点。因此，为避免学生在学习应用楞次定律时，因知识结构以及思维定式等因素而屡犯错误，可以对教学中常见应用问题进行总结分析，以期对学生学习高中物理知识有所帮助。

一、理解高中物理楞次定律需要注意的要点

学生在学习楞次定律时，普遍认为该定律太过抽象，不仅理解起来有困难，同时在实际应用时也有很大难度。对此，可以从以下几方面入手，正确理解楞次定律的有关知识点：

（一）明确楞次定律中“两个磁场”的关系

在电磁感应现象中存在两个磁场，即感应电流产生的磁场以及引起感应电流的磁场，也就是原磁场。所以，为了让学生对于楞次定律有一个正确理解和掌握，首先要让学生对原磁场以及感应电流的磁场二者有一个准确区分。事实上，能够引起感应电流的原因并不是原磁场本身发生了某些变化，而是原磁场的磁通量发生了改变。也就是说，在原磁场发生变化时，其磁通量可能并不会发生改变。打个比方来说，假设原磁场的磁感应强度由原本的1T均匀变为了2T，且垂直磁场方向的投影面积也由原来的0.5m2均匀变为了0.25m2，则原磁场的磁通量会始终维持在0.5Wb。

（二）正确理解楞次定律中“阻碍”含义，准确把握楞次定律的实质

第一，要明确是谁起到了“阻碍”作用。在学习楞次定律过程中，不管是老师还是学生都需要明确，只有感应电流的磁场才可以起到“阻碍”作用；第二，要明确“阻碍”什么。学习楞次定律，需要明确感应电流的磁场“阻碍”的并不是原磁场本身，而是阻碍原磁通量的变化，即引起感应电流的磁通量的变化；第三，要明确怎样“阻碍”。 当感应电流的磁场发挥“阻碍”作用时，原磁通量的变化如下：其一，如果原磁通量增加，那么感应电流的磁场就会与原磁场的方向相反，并且以“反抗”原磁场的方向而增加；而如果原磁通量减少时，那么感应电流的磁场与原磁场的方向就会保持一致，并且以“补偿”原磁通量的减小；第四，要明确“阻碍”的结果。在物理学领域，这种“阻碍”作用的发挥，恰恰是促进能的转化以及守恒的反映。而事实上，我们生活中使用的电能正是在克服这种“阻碍”的过程中，有其他形式能转化而来的。

二、高中物理楞次定律的应用

楞次定律的内容文字不仅概括精炼，同时其内涵丰富，在教学时，不但要帮助学生正确理解楞次定律，还应该在此基础上，教会学生如何利用楞次定律来解决实际问题。对此，可以从以下几方面入手：

（一）“增反减同”的问题

在高中物理教学中，一般会用“增反减同”来简明扼要的概括感应电流的磁场“阻碍”磁通量的变化。这是因为，每当原磁通量增加，感应电流磁场的方向就会与原磁场方向相反，也就是“增反”；反之，当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向就会与原磁场保持一致，也就是“减同”。

例题1：有一个矩形线圈ABCD在水平面上匀速自左向右运动，之后进入到一个有界磁场中，磁场竖直向下，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。问对矩形电流的有无和方向（从上向下看）描述正确的是（ ）

A.先顺时针，之后没有电流，再逆时针； B.先顺时针，之后没有电流，再顺时针；

C.开始没有电流，当线圈全部进入磁场后才有电流；

D.先逆时针，之后没有电流，再顺时针。

解析：矩形线圈在还处于磁场区域右边时，穿过线圈的磁场为零，这时穿过线圈的磁通量也是零，且磁通量没有变化。根据产生感应电流的条件可知，如果线圈没有感应电流，当AD边刚刚进入到磁场区域时，对矩形线圈来说，具有磁场的有效面积会越来越大，也就是说，穿过矩形线圈的磁通量也会增加。同时，还要注意这时磁通量的方向是竖直向下的，根据“增反减同”，此时的感应电流产生的磁场应该是竖直向上的。然后，根据右手螺旋定则，要产生竖直向上的磁场，必须要保证感应电流是逆时针。当矩形线圈完全进入到磁场区域后，尽管这时穿过线圈的磁通量不等于零，但是在运动过程中，穿过线圈的磁通量并没有变化。根据产生感应电流的条件可知，这时没有感应电流。而当线圈将要离开磁场区域时，矩形线圈有磁通量的有效面积会越来越小，穿过线圈的磁通量也会随之减少，根据“增反减同”，这时感应电流产生的磁场是竖直向下的，之后再根据右手螺旋定则，矩形线圈的感应电流的方向是顺时针。之后在线圈完全离开磁场区域后，线圈的磁通量没有变化，也没有产生感应电流，因此，该例题的正确答案应该是D。

（二）“来拒去留”问题

在高中物理学习中，可以将阻碍导体间的相对运动概括为“来拒去留”。具体来说，当磁场与导体靠近时，表现为斥力作用，即“来拒”；而当磁场与导体远离时，则表现为引力作用，即“去留”。

例题2：如图所示，如果处在铜环左侧的磁铁猛地向右运动，在接近铜环后，铜环的运动状态应当是（ ）

A.向右摆动； B.静止；

C.向左摆动； D.转动

解析：当磁铁突然向铜环运动时，通过铜环的磁通量就会增加，结合楞次定律中的“来拒去留”原则，磁铁与铜环之间一定是相互排斥的作用，即感应电流的磁场要阻碍原磁通量的增加，所以铜环要向右摆动。故选择A。

三、结语

综上所述，在高中物理教学中，虽然理解和应用楞次定律对学生而言存在一定障碍，但是可以结合实际例题对楞次定律的某些规律进行概括，比如“增反减同”以及“来拒去留”等。这一方面可以帮助学生正确理解楞次定律的本质，同时还能让学生在理解的基础上，更好地应用楞次定律来解决实际问题，锻炼他们的多向思维，进而激发学生学习物理的积极性与热情。

参考文献：

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[4]黄鹏.楞次定律应用中的几个常见问题[J].物理教学探讨，2015，（06）.

（作者单位：山东省宁阳第四中学）