楞次定律中的阻礙作用“增縮減擴(kuò)”的適用條件

袁小綱

楞次定律是高中的難點(diǎn)，特別是對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解，有些學(xué)生會(huì)遇到障礙.有的教輔資料針對(duì)這種現(xiàn)象總結(jié)出一些口訣，如“增縮減擴(kuò)”.有的教師為了省事，就讓學(xué)生記住這個(gè)結(jié)論解題.那么，“增縮減擴(kuò)”這個(gè)口訣能否用在楞次定律中？如果能用，又該注意什么問題呢？

一、利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中的問題

增縮減擴(kuò)：回路原磁通量增大時(shí)，閉合回路的面積有收縮的趨勢(shì)，原磁通量減少時(shí)，閉合回路面積有擴(kuò)大的趨勢(shì).

例1如圖1，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈B中通以圖中所示的交變電流，設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向（圖中箭頭所示）.對(duì)于線圈A，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是（）.

A.有順時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)

B.有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢(shì)

C.有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)

D.有逆時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢(shì)

解析：t1～t2時(shí)間內(nèi)，B中的電流為順時(shí)針增大，由增反減同，A中的感應(yīng)電流要與B中的電流相反，A中的電流為逆時(shí)針，由增縮減擴(kuò)，A的面積有收縮的趨勢(shì).答案為D.

例2如圖2，ef、gh為兩水平放置相互平衡的金屬導(dǎo)軌，ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒，與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時(shí)，關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是（）.

A.如果下端是N極，兩棒向外運(yùn)動(dòng)；如果下端是S極，兩棒相向靠近

B.如果下端是S極，兩棒向外運(yùn)動(dòng)；如果下端是N極，兩棒相向靠近

C.不管下端是何極，兩棒均向外互相遠(yuǎn)離

D.不管下端是何極，兩棒均互相靠近

解析：條形磁體向下運(yùn)動(dòng)，回路的磁通量在增加，回路的面積有收縮的趨勢(shì)，所以兩棒相互靠近，與下端是哪個(gè)極無關(guān).答案為D.

二、“增縮減擴(kuò)”法解決楞次定律中的問題是

否可靠

例3如圖3，兩個(gè)閉合圓形線圈A，B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通有逐漸增大的順時(shí)針方向的電流（如圖中箭頭所示）.請(qǐng)問：線圈B有擴(kuò)張的趨勢(shì)還是有收縮的趨勢(shì)？

解析：（1）從“增縮減擴(kuò)”來分析.依據(jù)電流的磁效應(yīng)和環(huán)形導(dǎo)線的右手螺旋定則，可判斷線圈A中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線圈A內(nèi)垂直紙面向里且逐漸增大，在線圈A外垂直紙面向外且逐漸增大，因此穿過線圈B中的磁感線既有垂直紙面向里也有垂直紙面向外的，因?yàn)榇鸥芯€為閉合曲線，因此對(duì)于線圈B中的凈磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大.根據(jù)“增縮減擴(kuò)”可知，線圈B有收縮的趨勢(shì).

（2）從楞次定律的本質(zhì)分析.線圈B中的凈磁通量為垂直紙面向里且逐漸增大，所以線圈B所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，線圈B中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向.可對(duì)線圈B用“微元法”，把線圈B看作是很多段很短的直導(dǎo)線組成，據(jù)左手定則可知，每一小段直導(dǎo)線都受到背離圓心方向的安培力，因此線圈B有擴(kuò)大的趨勢(shì).

通過分析可以看出，在本例中線圈B并不遵循“增縮減擴(kuò)”這一口訣.

三、利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中問題的

適用條件

利用“增縮減擴(kuò)”解決楞次定律中問題的適用條件是，穿過線圈或者回路的磁場(chǎng)的方向是單一的，不能是存在方向相反的復(fù)合場(chǎng).

總之，有些自編自創(chuàng)的“口訣法”，有可能使問題變得簡(jiǎn)單，但如果在使用中忽視它的完整含義，“口訣”就變成謬論，使用起來非常不可靠.只有堅(jiān)持夯實(shí)基礎(chǔ)，理解定理定律的含義，返璞歸真，重視基本方法，才能培養(yǎng)學(xué)生的能力.教師給學(xué)生總結(jié)一些學(xué)習(xí)“口訣”時(shí)，一定要追根溯源，弄清楚它的完整含義和成立的條件.