淺談楞次定律在電工技術(shù)基礎(chǔ)中的典型應(yīng)用

陳家陽

摘?要：楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的普遍規(guī)律，對其內(nèi)容的理解，如何去應(yīng)用值得思考。針對職校學(xué)生的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣，有必要簡化楞次定律的應(yīng)用方法。因此，將楞次定律的應(yīng)用歸納為直接法、間接法和引申法，培養(yǎng)了學(xué)生遵循科學(xué)、哲學(xué)、規(guī)則、準則等綜合思想。

關(guān)鍵詞：楞次定律;電工基礎(chǔ);應(yīng)用

楞次定律是科學(xué)家經(jīng)過無數(shù)次實驗，不畏艱苦、不怕失敗的辛勤勞動的結(jié)晶，體現(xiàn)了“一份耕耘，一份收獲”的道理，通過楞次定律的應(yīng)用教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生勤于動手實驗?zāi)芰Α⒎治鰵w納能力，對待科學(xué)一絲不茍的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生較強的邏輯思維能力、多角度認識問題和高度概括的能力。

楞次定律的內(nèi)容表述為：線圈中感應(yīng)電動勢的方向總是企圖使它產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場阻礙原有磁通的變化。由于內(nèi)容敘述中有很多定語，職校學(xué)生的語言基礎(chǔ)較差，對楞次定律的理解和應(yīng)用有一定的障礙，所以可以將內(nèi)容敘述成“磁場阻礙變化”，再讓學(xué)生加上定語去理解，讓學(xué)生更快捷地領(lǐng)會其內(nèi)在含義。順理成章地理出應(yīng)用楞次定律的步驟：1.確定原磁場方向;2.判斷穿過閉合電路原磁通量的變化情況;3.確定感應(yīng)電流的磁場方向;4.用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向。

為了充分體現(xiàn)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，將楞次定律的應(yīng)用歸納為以下幾個典型方面：

一、直接法

直接法就是直接應(yīng)用楞次定律，主要依據(jù)“磁場阻礙變化”的原理，嚴格按照楞次定律的應(yīng)用步驟依次實施，得出結(jié)論。

例1：標出圖一中各線圈感應(yīng)電動勢的極性（設(shè)I突然增大時）。

原理分析：由圖一可見34線圈中電流從“3”流向“4”，依據(jù)右手螺旋定則，產(chǎn)生的磁場類似條形磁鐵，左端極性為N，右端極性為S，穿過所有線圈的磁場向左，由于I突然增大，穿過所有線圈的磁通向左增多，根據(jù)楞次定律確定所有線圈的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場向右，再用右手螺旋定則得出端子“1”為電動勢的“-”極，端子“2”為“+”極;端子“3”為電動勢的“+”極，端子“4”為“-”極;端子“5”為電動勢的“+”極，端子“6”為“-”極。

二、間接法

間接法是依據(jù)楞次定律，分析引起磁通變化的誘因，若是電流的變化，可以將楞次定律中“阻礙原磁通的變化”推源到“阻礙電流的變化”，從而得出感應(yīng)電動勢的極性，避免了繁瑣的步驟，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松，掌握效果明顯，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立了分析、解決問題時必須抓住事物的“內(nèi)因”的理念。

例2：在圖二中，當K閉合時，流過電流表的電流方向如圖所示，則可判定（?）。

A、“1”、“3”為同名端??B、“1”、“4”為同名端

C、“1”、“2”為同名端??D、“3”、“4”為同名端

原理分析：當K閉合時，原邊L1中電流從無到有，方向從端子“2”流向“1”，根據(jù)“阻礙電流的變化”，L1中的自感電動勢產(chǎn)生的電流從端子“1”流向“2”，根據(jù)電源內(nèi)部電流從負極流向正極的關(guān)系，端子“1”為自感電動勢的“-”極，端子“2”為“+”極;L2互感電流從端子“3”流向端子“4”，端子“3”為互感電動勢的“-”極，端子“4”為“+”極，所以選擇A。

三、引申法

引申法是將楞次定律推廣應(yīng)用，當線圈（或磁體）間、線圈（或磁體）與閉合金屬環(huán)間有相對運動時，感應(yīng)電流的磁場或閉合金屬環(huán)阻礙它們之間的相對運動，可以快速分析出感應(yīng)電動勢和電流的方向，或閉合金屬環(huán)的運動方向，從而培養(yǎng)了學(xué)生最基本的相對論思想。

例3：如圖三，條形磁體向左運動插入螺線管時，a、b兩點哪點電位高？

原理分析：條形磁鐵N極靠近線圈ab，根據(jù)阻礙相對運動的原理，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，右端為N極，用右手螺旋定則，判斷出感應(yīng)電動勢的方向從a指向b，所以b點電位高。

例4：如圖四所示，一導(dǎo)體圓環(huán)套在光滑桿AB上，當把條形磁體插向圓環(huán)，圓環(huán)將怎樣運動？如把條形磁體抽出時，圓環(huán)又將怎樣運動？

原理分析：條形磁鐵插向圓環(huán)，越靠近圓環(huán)，根據(jù)阻礙相對運動的原理，圓環(huán)“躲避”條形磁鐵向左運動，同理，當條形磁鐵抽出時，圓環(huán)“緊跟”條形磁鐵向右運動。

另外，若不是條形磁鐵而是通電線圈，根據(jù)例4類推可得出結(jié)論。

經(jīng)過以上幾個實例分析，學(xué)生更加明確了楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的普遍規(guī)律，對楞次定律的理解上升到了新的高度，對楞次定律的應(yīng)用更能熟練、輕松、準確，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)、哲學(xué)、德育、規(guī)則等綜合思想，讓學(xué)生深刻認識到科學(xué)、學(xué)習(xí)、生活中的各個方面都有相互依存、制約關(guān)系，懂得了思考、解決問題必須符合科學(xué)、真理、規(guī)則和法律的準則。

參考文獻

[1]?聶廣林.電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2015.

[2]?周紹敏.電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2014.