楞次定律的教學探究

　　摘 要：楞次定律是電磁感應的一條重要定律，其內容為“感應電流的方向，總是要使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通的變化”。正確理解運用楞次定律是中職物理中重點和難點之一。該定律內容不長，其意義很深，要熟練應用定律，就必須加深對定律的理解和掌握。
　　關鍵詞：楞次定律；教學研究；理解
　　“楞次定律”是中職物理電磁學部分的重要內容，該定律很難理解。因它涉及的物理量較多，關系復雜，具有一定的抽象性和概括性，內容表述也很難理解，其內容為“感應電流的方向，總是要使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通的變化。”正確理解運用楞次定律是中職物理中重點和難點之一，也為中職單招的專業理論課《電工基礎》打下堅實的基礎。該定律內容不長，其意義很深，要熟練應用定律，就必須加深對定律的理解。定律涉及兩個磁場、三個方向，兩個磁場是原磁場和感應電流的磁場；三個方向是原磁場方向、感應電流的磁場方向及感應電流的方向。為了使學生正確理解和掌握定律實質，我在教學中采用以下方法講述楞次定律的內容。
　　一、化整為零，理解定律的實質
　　首先，將定律分解成幾條，使學生正確理解定律的實質：①楞次定律應用與閉合回路（線圈）中。②包含兩個磁場，感應電流的磁場和原磁場。③原磁場變化趨勢，是增大還是減小。④“阻礙”是核心，“感應電流的磁場方向總是阻礙原磁場的變化，即原磁場增大，感應電流磁場將阻礙增大，即方向相反；原磁場減小，感應電流阻礙減小，即方向相同。（觀察實驗：條形磁鐵插入或拔出線圈。當磁鐵插入線圈時，磁鐵的磁極和線圈的磁極是同名相對，還是異名相對？當磁鐵從線圈中拔出時，磁鐵的磁極和線圈的磁極是同名相對，還是異名相對？根據實驗的內容填寫表格（表格略），然后學生討論總結。總之，感應電流總是阻礙導體和感應電流磁場的相對運動，“你來我躲，你走我跟”，同時說明了楞次定律和能量守恒定律的一致性。⑤再根據感應電流的磁場方向，由右手定則判斷出感應電流方向。
　　所以，整個判斷過程可概括為：原磁場的變化情況→（楞次定律）感應電流的磁場方向→（右手定則）感應電流的方向。然后，由例題使學生加深對定律理解及應用。
　　例1：在馬蹄形磁體中，放一水平軸旋轉的矩形線圈，當蹄形磁體繞水平軸逆時針轉動時，線圈的轉動如何？矩形線圈中電流方向如何？
　　分析：磁體上面是N，下面是S，矩形線圈閉合，適用于楞次定律的分析。①當蹄形磁場逆時針轉動時，穿過矩形線圈的原磁場將增大。②在矩形線圈中產生感應電流的磁場。③由楞次定律，感應電流的磁場將阻礙原磁場增加，即方向相反。④由右手定則判斷，矩形線圈的感應電流的方向為A→B→C→D。⑤感應電流的磁場與原磁場方向相反，由于異極相吸作用，矩形線圈隨蹄形磁體逆時針轉動。
　　例2：用細線懸著閉合的鋁圓環，當把條形磁鐵插入圓環，圓環將發生怎樣的運動？如把條形磁鐵拔出時，圓環又將發生怎樣的運動？
　　解：當條形磁鐵無論哪一極插入圓環或拔出時將引起圓環內磁通量的變化，因而在圓環內產生感生電流；有電流的圓環要受到條形磁鐵的磁場力作用，將發生運動狀態的改變。①假設靠近圓環磁極為N極，當磁鐵插向圓環時，圓環內的磁通量增加；圓環感應電流的磁場方向與磁鐵的N極的方向相反，所以可判定圓環右面磁極為N極，根據同名磁極相互排斥，得出：圓環將向左加速運動。若條形磁鐵拔出時，圓環內的磁通量減少，圓環感應電流的磁場方向與磁鐵的N極的方向相同，所以圓環右面磁極為S極，根據異名磁極相互吸引，得出：圓環將向右加速運動。②若條形磁鐵靠近圓環的一端為S極時，同理分析，仍可得出結論：磁鐵插向圓環，圓環向左運動；磁鐵抽出UbvlJqb05vIazju3epWgDKWXwMraapldO/ZqES/W1LA=時，圓環向右運動。這進一步說明“你來我躲，你走我跟”。
　　通過對此題分析，發現：一是學生若能學會正確運用定律，就能提高分析和解決問題的能力；二是在沒有切割磁感線的運動問題中，楞次定律更能顯示獨特的作用，如電感、互感、電動機、變壓器以及功能轉換，楞次定律在其中起著畫龍點睛的作用。
　　二、舉一反三，掌握定律的含義
　　因楞次定律是電磁感應中最重要的一個內容，要使學生深刻掌握定律的含義，避繁就簡，靈活應用，提高判斷解決問題的準確性，就要深刻領會定律核心。
　　閉合電路磁通量的變化是產生感應電流的原因，而感應電流的磁場是感應電流存在的結果。因此，要理解楞次定律的含義及磁通量的變化，包含外磁場的變化、通過導體電流的變化、線圈面積的變化、磁場和導體的相對位置的變化等等，這都能成為引起感應電流的原因。“阻礙”是定律的核心。包括：①阻礙原磁通的變化。即穿過閉合回路的磁通量增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通增加。當穿過閉合回路的磁通量減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通減少?？蓺w納為：“增反減同”。②阻礙閉合導體和磁場間的相對運動。當閉合導體和磁場靠近時，它們之間的表現為排斥，當閉合導體和磁場遠離時，它們之間表現為吸引，可歸納為：“來拒去留”。③阻礙線圈中原電流的變化。當電路電流減少時，線圈感應電流方向和原電流方向相同，阻礙原電流減少，反之在電路電流增加時，線圈感應電流方向和原電流方向相反，阻礙原電流增大，也可歸納為：“增反減同”。
　　例1中，蹄形磁體逆時針轉動時，可用第①條結論，穿過矩形線圈的磁通量增加，根據“增反減同”判斷出感應電流的磁場與原磁場方向相反而互相吸引，所以蹄形磁體將帶著矩形線圈逆時針轉動。同時也可以用②進行分析，在蹄形磁體旋轉時，矩形線圈將阻礙蹄形磁體轉動，由“來拒去留”根據作用力與反作用力特點，矩形線圈隨蹄形磁體而逆時針轉動。
　　由此可見，認真鉆研教材內容，把握定律內涵，掌握教學中的靈活性，使學生在學習知識的過程中，做到正確理解應用基本理論和技能，以開拓學生思維和解決實際問題的能力，對培養創造性人才具有獨特的作用。
　　參考文獻：
　　[1]周紹敏.電工基礎[M].北京：高等教育出版社，2005.
　　（徐州市賈汪中等專業學