趣话高中物理选修3电磁感应楞次定律

第3节楞次定律我们探讨有关感应电流的方向,仍然用上节的实验,注意电流表中电流的方向,一般灵敏电流计有红黑两个接线柱,如果电流从红柱进入,黑柱流出,则电流表偏向正方向,一般为向右偏,反之则向左偏。由此我们可以判断感应电流的方向,用安培定则可以判断感应电流产生的磁场方向。甲图中N极向下,穿入线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,感应电流如图所示,感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相反。乙图中S极向下,穿入线圈的磁感线方向向上,磁通量增大,感应电流如图所示,感应电流的磁场方向向下,与原磁场方向相反。丙图中N极向下,穿入线圈的磁感线方向向下,磁通量减小,感应电流如图所示,感应电流的磁场方向向下,与原磁场方向相同。丁图中S极向下,穿入线圈的磁感线方向向上,磁通量减小,感应电流如图所示,感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相同综上所述,当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,磁通量减少时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同。俄国科学家楞次总结出了这个规律,称为楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。对于这个定律的理解,主要要理解“小人心态”其中的“阻碍”很重要,不是阻止,因为阻止不了,就阻碍。楞次可以理解为又愣又次,比如一个小人,又是二愣子,又是人性次,对于邻居大户人家羡慕嫉妒恨,又拿人家没办法,于是做一些给人家添堵的事。比如在人家门口拉屎,往人家院里扔砖头等等。如果想想在东海和南海问题上给中国添堵的某些小国就理解了。这些阻碍还可以表述为增反减同、来拒去留、增缩减扩和增扩减缩等等。增反减同:是说如果原电场在某回路中产生的磁通量是增加的,则感应电流产生的磁场方向与原磁场相反,果原电场在某回路中产生的磁通量是减少的,则感应电流产生的磁场方向与原磁场相同,感应电流的磁场无法阻止原磁场的变化,但是它尽量阻碍其变化。你增加时我相反,阻碍增加,你减少时我相同,阻碍你减少。实际上,感应电流的磁场是保守派,阻碍的不是原磁场,而是原磁场的变化。来拒去留:如果一个回路静止在某位置,当有外界磁场靠近时,磁通量增大,感应电流的磁场与原磁场相反,产生的力为斥力,拒人于门外,实际上也拒绝不了,反正给你添点堵,当外磁场远去时,有产生方向相同的磁场,是为引力,不能把人留下,就跟着跑了吧,有不能跟上,总得做做样子。增缩减扩和增扩减缩是容易混淆的问题,关键是面积和磁通量的关系,当磁铁靠近线圈时,磁通量增加,为阻碍增加,线圈会有收缩趋势以减少磁通量,如果磁通量减少,线圈会有扩张趋势以增加磁通量,此所谓增缩减扩。以上两种情况,由于磁感线是闭合的,所有磁感线都从线圈或磁铁内部穿过,从外部返回,因此,闭合回路面积越大,回来的磁感线越多,磁通量越小,(两个方向的相减),反之亦然,因此就成为增扩减缩了。上面两种都是显示的“来拒去留”,左图当磁铁转动时,金属线圈会随之同向转动,不过速度小了点。换成非金属线圈则不动。右图当磁铁从闭合线圈插入时,线圈会与磁铁同方向转动,抽出时亦然。在有缺口的一面,不动。这就是异步电动机的原理对于导体切割磁感线,也可以用右手定则判断。右手定则与左手定则相似,不过用的手是右手,磁感线仍然从手心垂直穿过,四指仍然指电流方向,不过是感应电流,拇指指导体运动方向,如图,结果与楞次定律判断一致如果能用右手定则判断的问题,就不要用楞次定律判断,因为右手定则简单,不容易出错。文中图片来自百度图片

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