探究“感應電流方向的判斷方法”

周 瑤 鄒 容（江蘇省靖江市劉國鈞中學）

探究“感應電流方向的判斷方法”

周 瑤 鄒 容
（江蘇省靖江市劉國鈞中學）

楞次定律是解決所有感應電流方向問題最基本的方法。但是，在教學過程中，我發現學生感到運用楞次定律判斷感應電流方向存在困難。學生覺得運用楞次定律過程比較復雜繁瑣，不易操作。為了讓學生更容易掌握感應電流方向的判斷，我和學生先根據楞次定律判斷出感應電流的方向，再反過來總結出一些更易于操作的經驗。

（1）運動中的導線在做切割磁感線運動時，導線的運動方向、磁場方向和感應電流的方向符合右手定則。

兩平行導軌置于勻強磁場中，金屬棒垂直于導軌和磁場做切割磁感線運動，則金屬棒中的感應電流方向可以運用“右手定則”判定，這種情形比較簡單，這里不再贅述。

（2）磁鐵靠近或遠離線圈（線框）時，線圈中感應電流產生的磁極與磁鐵的磁極之間存在“近斥離吸”的特點。

鋁環實驗中，當磁鐵靠近閉合鋁環時，原本不動的鋁環會和磁鐵同向運動，即在此過程中的鋁環與磁鐵產生了排斥；當磁鐵遠離鋁環時，原本不動的鋁環也會和磁鐵同向運動，即在此過程中的鋁環與磁鐵產生了吸引，根據“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”，就可以知道鋁環的磁極，再根據右手螺旋法則，進而可以知道鋁環中的感應電流方向。即，當磁鐵靠近或遠離線圈（線框）時，線圈中感應電流產生的磁極與磁鐵的磁極之間存在“近斥離吸”的特點。

（3）對于同軸的螺線管之間，感應電流的方向與原電流的方向之間存在“增反減同”的特點。

圖1

如圖1，線圈M和N繞在同一個鐵芯上，閉合開關S，待電路穩定后將滑片P向右滑動，則M中的電流方向由a到b且不斷增大，N中產生的感應電流方向由d到c。即N中的感應電流方向與M中的原電流方向相反；當滑片P向左滑動時，則M中的電流方向由a到b且不斷減小，N中產生的感應電流方向由c到d。即N中的感應電流方向與M中的原電流方向相同；即可總結出：當M中的電流發生變化時，N中感應電流的方向與M中原電流的方向之間存在“增反減同”的關系。其中，開關閉合表示M中的電流增大，開關斷開表示M中的電流減小。

（4）閉合線框在通電直導線產生的磁場中平移時，線框中的感應電流的方向與通電直導線中的電流方向之間存在“近斥離吸，近邊為準”的特點。

圖2

如圖2，通電導線I和線框ABCD處在同一豎直平面內，導線中的電流方向如圖2。當線框ABCD向右遠離通電直導線I時，線框ABCD中感應電流的方向為ADCBA。我們注意到：AB邊所在處的磁場要比CD邊所在處的磁場強，AB邊中的感應電流受到的安培力向左且大，CD邊中的感應電流受到的安培力向右且小，線框ABCD所受合力方向向左，與線框的運動方向相反；當線框ABCD向左靠近通電直導線I時，線框ABCD所受合力方向向右，也與線框的運動方向相反。這樣就可以得出“來拒去留，近邊為準”的結論。反過來，我們再用這個結論去判斷感應電流的方向就比較簡單了。

（5）閉合線框在多個不同磁場區域內平移時，線框中的感應電流的方向可根據Ф-t圖來判斷。

圖3

如圖3，兩根通電直導線平行放置，其中電流I1、I2方向相同，強度相等，線框ABCD與兩直導線共面，從I1的左邊勻速移動到I2的右邊的過程中，當線框的BD處在I1的左邊時，根據“近斥離吸，近邊為準”，線框中的感應電流方向是“ABDCA”，接著畫出磁場分布圖，再以當線框的BD處在I1的左邊時的磁通量為正，畫出Ф—t圖，最后可知Ф—t圖的斜率為正時，感應電流方向是“ABDCA”，那么Ф—t圖斜率為負時，感應電流方向是“ACDBA”。

綜上所述，感應電流的方向判斷并不難掌握，關鍵是要在學習的過程中多思考、多總結，找出其中共性的知識，成為自己的經驗，這樣既能加深對所學知識的理解，又能提升自己的解題能力。

·編輯 薄躍華