楞次定律中“阻碍”含义之引申

摘 要： 在应用楞次定律解决问题的过程中，“阻碍”是一个关键的词，正确理解它的意义，是解决问题的关键。一般来说，应用楞次定律时，先判断原磁场的方向、原磁场的变化情况，再根据感应电流的磁场阻碍原磁场的变化，判断出感应电流的磁场方向，最后利用右手定则判断感应电流或感应电动势。

关键词： 楞次定律 阻碍 闭合回路 磁通量

对于某些要判断闭合回路运动情况或变化情况的，还要在用左手定则判断受力情况后做进一步判断。下面分几种不同的形式将“阻碍”的含义引申，并谈谈判断方法。

一、阻碍闭合回路与磁场间的相对运动

当磁场恒定，闭合回路所在平面与磁场垂直，闭合回路由于相对于磁场运动而使磁通量发生变化，所产生感应电流受到的安培力的方向总是与相对运动的方向相反，阻碍它们之间的相对运动。

例1.图1中单匝矩形线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈以速度V沿如图1所示方向运动，则感应电流所受安培力的方向？摇？摇？摇 ？摇？摇。

分析：感应电流所受到的安培力阻碍线圈相对磁场的运动，所以安培力的方向向左。

二、以回路面积发生变化阻碍磁通量的变化

当闭合回路垂直于磁场放置时，感应电流在磁场中受到的安培力与闭合回路共面，当磁感强度变化时，安培力的作用使回路面积变化，线圈面积变化（呈现扩张或收缩趋势）以减缓磁通量的变化。注意：此问题有两种情况，从下例中可以看出。

例2.如图2，在非匀强磁场B中放有柔软的闭合线圈，线圈平面与磁感线垂直。当磁感强度增大时，线圈面积的变化情况是？摇？摇？摇？摇。

分析：由于原磁场的变化，在闭合线圈中产生感应电流，感应电流在磁场中受到安培力的作用。根据阻碍的含义，线圈面积将减小会使磁通量减小，阻碍磁通量的增大。因此线圈面积是减小的。

三、以闭合回路方向的变化阻碍磁通量的变化

放在磁场中的闭合回路与磁场不垂直，当磁场变化时，感应电流所受到的安培力与闭合回路不共面，而产生力矩，使闭合回路转动，或有转动趋势；当磁场增强时，回路平面向着平行于磁感线方向转动或有转动趋势，当磁场减弱时，回路平面向着垂直于磁感线方向转动或有转动趋势。

例3.如图3，在垂直于水平面的转轴上有一可以自由转动的圆环，磁铁从如图3所示位置以速度V通过，则圆环怎样运动？

分析：由图知，在磁铁运动的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小，由于圆环有固定的转轴，它的位置不能变化，磁通量的变化引起感应电流，感应电流受到的安培力使圆环转动，从上往下看，圆环逆时针转动。

四、以闭合回路位置的移动阻碍磁通量的变化

放在非匀强磁场中的闭合回路，若回路平面与磁感线垂直，当磁场减弱时，感应电流在安培力作用下，回路向强磁场方向移动，当磁场增强时，回路在安培力作用下，向弱磁场方向移动。

例4.图4中L和L为分别套有甲、乙两个闭合铜环的螺线管，且螺线管中导线绕行方向不明。电路中直流电源的正负极性也未标出。闭合K后，因滑动变阻器滑片P的移动，引起了甲、乙两个闭合铜环的运动，说法正确的是（？摇 ？摇）

A.若P向左移动，则甲、乙两环都向左运动

B.若P向左移动，则甲、乙两环都向右运动

C.若P向右移动，则甲、乙两环可都相互靠近，也可能分开远离

D.根据甲、乙两环运动方向，可以判断电源的正负极性

分析：当变阻器的滑动触向左移动时，螺线管L中电流增强，磁场也增强，使甲中的磁通量增大，故甲向左运动；螺线管L中的电流减小，磁场也减弱，使乙中的磁通量减小，故乙环向左运动。甲、乙两环的运动方向只能判断出两个线圈中的电流是增大还是减小，不能判断出电源的正负极性，所以选A。

五、阻碍原电流的变化（自感）

当通过线圈的电流变化时，原电流的磁场发生变化，从而产生感应电动势。在这种情况下阻碍的含义是感应电动势对原电压的对抗和补充。若原电流增大，则产生的感应电流削弱原电流的增大，感应电动势是反电动势；若原电流减小，则感应电流的作用是阻碍原电流的减小，感应电动势是同向的电动势。

综上所述，掌握不同情况下“阻碍”的含义，灵活使用不同情况下的“阻碍”，能够达到深刻理解楞次定律，迅速解决问题，简化原问题的目的。