用楞次定律判断电磁感应中闭合线圈的运动

◇ 河南 张 潘

在研究电磁感应现象时,常用到楞次定律.楞次定律可表述为：感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

判断感应电流的方向时,通常要进行以下四步：1)明确原磁场的方向;2)明确穿过闭合线圈的磁通量是在增加还是在减小;3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;4)利用安培定则,判断感应电流的方向.

当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就会产生感应电流,这时它就要受到磁场力的作用并在其作用下运动.其运动情况如何,则需要分析线圈在磁场中的受力情况以及是否存在力矩作用,然后才能得出结论.这种分析判断的方法称为力学判定法.此方法物理过程明确,但有时不够简捷,特别是进一步讨论电磁感应引起的机械效果时,就比较麻烦了.

另外,在应用楞次定律时,许多学生不能准确把握“阻碍”二字的确切含义,也容易把原磁场与感应电流磁场混淆,从而出现判断错误.

实质上,楞次定律的“阻碍”二字指的是“反抗着产生感应电流的那个原因”.具体解题时,若从楞次定律的实质出发来判断,就可以使分析过程大为简化,变难为易,且可避免判断错误.我们称这种判断方法为楞次定律判定法.举例说明如下.

图1

例1如图1所示,金属环可以沿线圈的铁芯自由运动.当开关S 断开的瞬间,环将如何运动?

方法1力学分析

在开关S断开的瞬间,通过线圈电流减少……