楞次定律是高中物理電磁感應部分的重點和難點,為了突破難點,突出重點,筆者將楞次定律歸納為四種表現形式,分類學習,效果較好。
形式一、增反減同
當閉合回路中原磁通量增加時,感應電流的磁場方向就與原磁場方向相反;當原磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方相同。
例1 兩圓環A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環,B為導體環,當A以如圖所示的方向繞中心轉動的角速度發生變化時,B中產生如圖1所示方向的感應電流。則下列說法中正確的是()
A.A可能帶正電且轉速減小
B.A可能帶正電且轉速增大
C.A可能帶負電且轉速減小
D.A可能帶負電且轉速增大
解析 若A帶正電,則A環中有順時針方向的電流,則原磁場垂直A環向里,而感應電流的磁場方向垂直B環向外,由增反減同可知,原磁場在增加,轉速在增大;若A環帶負電,則A環中有逆時針方向的電流,則原磁場垂直A環向外,而感應電流的磁場方向垂直B環向外,由增反減同可知,說明原磁場在減小,原電流在減小,轉速減小,所以B、C正確。
形式二、來拒去留
感應電流阻礙相對運動,原磁場靠近閉合回路(線圈)時,感應電流的磁場要拒之;原磁場遠離回路(線圈)時,感應電流的磁場要留之。從運動的效果看,可表述為敵進我拒,敵退我追。
例2
如圖2所示,閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下但未插入線圈內部。當磁鐵向上運動時,則下列說法中正確的是( )
A 線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互吸引
B 線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互排斥
C 線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互吸引
D 線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互排斥
解析
N向下運動,原磁通量增加,感應電流磁場方向與原磁場方向相反,由安培定則知:感應電流方向與圖中箭頭方向相同。由來拒去留知:磁鐵與線圈相互排斥,故B正確。
形式三、增縮減擴
閉合回路中原磁通量增大時,閉合回路的面積有收縮的趨勢;原磁通量減少時,閉合回路面積有擴大的趨勢。
例3
如圖3所示,兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內,線圈B中通以圖中所示的交變電流,設t=0時電流沿逆時針方向如圖中箭頭所示。對于線圈A,在t~t時間內,下列說法中正確的是()
A 有順時針方向的電流,且有擴張的趨勢
B 有順時針方向的電流,且有收縮的趨勢
C 有逆時針方向的電流,且有擴張的趨勢
D 有逆時針方向的電流÷且有收縮的趨勢
解析 t~t時間內,B中的電流為順時針增大,穿過線圈A的磁通量增大,由增縮減擴知,A的面積有收縮的趨勢,所以D正確。
形式四、(自感現象)感應電流阻礙原電流變化
線圈中原電流增加,在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反;反之,則相同。
例4
如圖4所示,L。L為兩盞規格相同的小燈泡,線圈的直流電阻與小燈泡的電阻相等,電流表電阻不計。當開關S閉合后,電流表中指示某一讀數,下列說法中正確的是( )
A,開關S閉合時,L,L都立即變亮
B,開關S閉合時,L立即變亮,L逐漸變亮
C,開關S斷開時,L立即熄滅,LL逐漸熄滅
D 開關S斷開瞬間,安培表有可能燒壞
解析 開關S閉合,線圈中電流在增大,感應電流阻礙其增大,所以L立即變亮,L逐漸變亮;開關S斷開時,線圈中電流在減小,感應電流阻礙其減小,L逐漸熄滅,L立即熄滅。C正確。
(欄目編輯 黃懋