探究“感应电流方向的判断方法”

周 瑶 邹 容（江苏省靖江市刘国钧中学）

探究“感应电流方向的判断方法”

周 瑶 邹 容
（江苏省靖江市刘国钧中学）

楞次定律是解决所有感应电流方向问题最基本的方法。但是，在教学过程中，我发现学生感到运用楞次定律判断感应电流方向存在困难。学生觉得运用楞次定律过程比较复杂繁琐，不易操作。为了让学生更容易掌握感应电流方向的判断，我和学生先根据楞次定律判断出感应电流的方向，再反过来总结出一些更易于操作的经验。

（1）运动中的导线在做切割磁感线运动时，导线的运动方向、磁场方向和感应电流的方向符合右手定则。

两平行导轨置于匀强磁场中，金属棒垂直于导轨和磁场做切割磁感线运动，则金属棒中的感应电流方向可以运用“右手定则”判定，这种情形比较简单，这里不再赘述。

（2）磁铁靠近或远离线圈（线框）时，线圈中感应电流产生的磁极与磁铁的磁极之间存在“近斥离吸”的特点。

铝环实验中，当磁铁靠近闭合铝环时，原本不动的铝环会和磁铁同向运动，即在此过程中的铝环与磁铁产生了排斥；当磁铁远离铝环时，原本不动的铝环也会和磁铁同向运动，即在此过程中的铝环与磁铁产生了吸引，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，就可以知道铝环的磁极，再根据右手螺旋法则，进而可以知道铝环中的感应电流方向。即，当磁铁靠近或远离线圈（线框）时，线圈中感应电流产生的磁极与磁铁的磁极之间存在“近斥离吸”的特点。

（3）对于同轴的螺线管之间，感应电流的方向与原电流的方向之间存在“增反减同”的特点。

图1

如图1，线圈M和N绕在同一个铁芯上，闭合开关S，待电路稳定后将滑片P向右滑动，则M中的电流方向由a到b且不断增大，N中产生的感应电流方向由d到c。即N中的感应电流方向与M中的原电流方向相反；当滑片P向左滑动时，则M中的电流方向由a到b且不断减小，N中产生的感应电流方向由c到d。即N中的感应电流方向与M中的原电流方向相同；即可总结出：当M中的电流发生变化时，N中感应电流的方向与M中原电流的方向之间存在“增反减同”的关系。其中，开关闭合表示M中的电流增大，开关断开表示M中的电流减小。

（4）闭合线框在通电直导线产生的磁场中平移时，线框中的感应电流的方向与通电直导线中的电流方向之间存在“近斥离吸，近边为准”的特点。

图2

如图2，通电导线I和线框ABCD处在同一竖直平面内，导线中的电流方向如图2。当线框ABCD向右远离通电直导线I时，线框ABCD中感应电流的方向为ADCBA。我们注意到：AB边所在处的磁场要比CD边所在处的磁场强，AB边中的感应电流受到的安培力向左且大，CD边中的感应电流受到的安培力向右且小，线框ABCD所受合力方向向左，与线框的运动方向相反；当线框ABCD向左靠近通电直导线I时，线框ABCD所受合力方向向右，也与线框的运动方向相反。这样就可以得出“来拒去留，近边为准”的结论。反过来，我们再用这个结论去判断感应电流的方向就比较简单了。

（5）闭合线框在多个不同磁场区域内平移时，线框中的感应电流的方向可根据Ф-t图来判断。

图3

如图3，两根通电直导线平行放置，其中电流I1、I2方向相同，强度相等，线框ABCD与两直导线共面，从I1的左边匀速移动到I2的右边的过程中，当线框的BD处在I1的左边时，根据“近斥离吸，近边为准”，线框中的感应电流方向是“ABDCA”，接着画出磁场分布图，再以当线框的BD处在I1的左边时的磁通量为正，画出Ф—t图，最后可知Ф—t图的斜率为正时，感应电流方向是“ABDCA”，那么Ф—t图斜率为负时，感应电流方向是“ACDBA”。

综上所述，感应电流的方向判断并不难掌握，关键是要在学习的过程中多思考、多总结，找出其中共性的知识，成为自己的经验，这样既能加深对所学知识的理解，又能提升自己的解题能力。

·编辑 薄跃华