在教學楞次定律時應該注意的幾點

一、加強楞次定律的理解

楞次定律是解決感應電流的方向如何確定的問題，它的內容比較抽象，涉及電和磁之間的復雜關系，是高中物理教學中的難點之一。

楞次定律內容:閉合導體回路中感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。其中包含兩層含義:

因果關系，閉合導體回路中磁通量的變化是產生感應電流的起因，而感應電流的磁場的出現是感應電流存在的結果。因為感應電流也是電流，同樣存在電流的磁效應，它也要產生磁場。直接地說:只有當閉合導體回路中的磁通量發生變化時，才會有感應電流的磁場出現(產生感應電流或產生感應電流的磁場的必要條件:導體回路閉合、磁通量發生變化)。

符合能量守恒定律:感應電流的磁場對閉合導體回路中磁通量的變化起到阻礙作用，這種阻礙作用是把其他形式的能轉化成電能，符合能量轉換守恒定律。

在這節教學過程中應注意講清以下幾點:

1.明確各個物理量之間的關系

當穿過閉合導體回路的磁通量變化時，閉合回路中會產生感應電流，感應電流也是電流，感應電流也存在著電流的磁效應，它同樣產生磁場，即感應電流的磁場。這樣回路中就有兩個磁場:一個是原來的磁場(產生感應電流的磁場)，另外一個是感應電流的磁場。

2.正確理解“阻礙”的含義

感應電流的磁場對于原來磁場的磁通量的變化有阻礙作用，但千萬不能理解為“阻止”原來磁通量的變化。感應電流的磁通量是阻止不了原磁通量的變化的。感應電流的磁場對于原磁場磁通量的變化的“阻礙”作用應理解成:當原磁場的磁通量增加時，則感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反;當原磁場的磁通量減少時，則感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同。這里的“阻礙”就是當原磁場的磁通量增加時，它起“反抗”作用;當原磁場的磁通量減少時，它起“補償”作用。即磁通量增加時反抗磁通量增加，磁通量減少時又補償磁通量的減少。

3.明確應用楞次定律判斷感應電流方向的方法步驟

(1)確定要研究的閉合回路。

(2)確定原磁場方向，再確定原磁場的磁通量的變化。

(3)如果原磁場的磁通量是增加的，則感應電流所產生的磁場的方向與原磁場的方向相反;如果原磁場的磁通量是減少的，則感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同，從而確定感應電流的磁場方向。

(4)根據上述的感應電流的磁場方向，再運用安培定則來確定感應電流的方向。

4.明確符合能量守恒定律

楞次定律的另一種表述:“電磁感應所產生的效果總是要阻礙引起感應電流的導體(或磁體)，靠近或遠離過程中都要克服電磁力做功，外力克服電磁力做功的過程就是把其他形式的能轉化為電能的過程。由此還可以判斷電磁感應現象中導體間相對運動的方向。”

我認為，在教學中講清以上幾點，對學生深刻理解楞次定律的內容，掌握楞次定律的實質是必不可少的，只有這樣才能使學生抓住定律的實質，融會貫通。

二、加強楞次定律的實驗

實驗1:如圖1所示，閉合線圈對做簡諧運動的彈簧(上的磁鐵)的阻礙作用，(請學生動手驗證)

實驗2:用“物理實驗微機輔助教學系統”演示在電磁感應現象中，感應電流的磁場對運動磁體的阻礙作用及電磁感應現象的瞬時性，演示實驗裝置如圖2所示。

注意:①在本實驗中，由于學生看不見磁體塊(釹鐵硼)在鋁管中的下落情況，可能對屏幕上打出來的圖像(如圖3所示)有不同想法，注意引導學生利用圖像上的數據分析磁體塊的運動情況。②在以往的實驗中，由于電流表指針回擺的影響，磁鐵的插入和拔出不能連續進行，因此學生對電磁感應現象的瞬時性了解不足。在此實驗中，要結合屏幕上打出來的圖像進行認真講解。③要仔細介紹利用“物理實驗微機輔助教學系統”驗證楞次定律的實驗原理和裝置，使學生體會到實驗的真實性，培養學生應用現代化科技手段進行學習和研究的意識。

實驗3:(備用實驗)用可拆變壓器演示電磁阻尼擺。

將屏幕切換到到習題2，分析磁鐵插入和拔出時線圈所受到作用力的情況及該作用力將使線圈做什么運動的情況(磁體靠近時，推線圈遠離;磁鐵遠離時，拉線圈隨之運動)。

我們把在電磁感應現象中發生的這種現象，即對在發生電磁感應現象時被動運動的一方總是受到一個作用力的推動，使之隨主動運動的一方同向運動的現象，叫做電磁驅動。

實驗4:用楞次定律演示儀演示電磁驅動現象，并講解和驗證開口環中只有感應電動勢而沒有感應電流的問題(演示換用強磁場后，開口環也運動起來，且運動規律與閉合環的運動規律完全一樣)。

實驗時，先用普通條形磁鐵演示:閉合環被驅動，開口環不動，引導學生分析，當磁體插入開口環的過程中，必有磁通增量△Φ，則開口環中應有感應電動勢ε=△Φ/△t，并在開口處積聚電荷形成一個電勢差，進而分析得出:感應電流應是大量電荷定向移動形成的，而由于積聚電荷對其它電荷的排斥作用，開口環處產生的感應電動勢，應該只是由極少量電荷的定向移動形成的，它們在運動時也應受到磁場力的作用，只是作用力太小，無法使儀器轉動。

讓學生動手驗證:換用釹鐵硼磁體塊(如圖4所示)，開口環果然運動起來，且被驅動的規律與見到的閉合環的情實驗6:(備用實驗)電磁驅動電動機模型，如圖6所示。

三、加強楞次定律練習

習題1:兩根光滑的平行導軌MN、PQ水平固定，磁感應強度為B的勻強磁場與兩根導軌組成的平面垂直，現將兩根導線ab、cd平行放置在導軌上(如圖7所示)，用外力拉導線ab向右運動。(1)請用左、右手定則判斷回路中感應電流的方向及ab、cd導線受到的安培力的方向(a、b兩點哪一點的電勢高)?(2)請用楞次定律判斷回路中感應電流的方向。

習題2:在圖8中，試判斷:(1)將條形磁鐵插入螺線管中時，a、b兩點的電勢高?感應電流的磁場對磁鐵的運動起什么作用?(2)將條形磁鐵從螺線管左端拔出時，a、b兩點哪點的電勢高?感應電流的磁場對磁鐵的運動起什么作用?(3)將條形磁鐵從螺線管右端拔出時，a、b兩點哪點的電勢高?感應電流的磁場對磁鐵的運動起什么作用?

注意:通過分析、引導使學生深刻理解感應電流的磁場的相對運動總是起著阻礙作用(磁鐵靠近時，阻礙其靠近;磁鐵遠離時，阻礙其遠離)，我們把在電磁感應中發生的這種現象，即在發生電磁感應時主動運動的一方總是受到一個阻礙作用的現象，叫做電磁阻尼。

四、總結

當電磁感應現象是由線圈(或磁體)間的相對運動而產生時，感應電流的磁場(或導線受到的安培力)總是具有阻礙它們之間的相對運動的作用。

將屏幕返回到練習題2并分析:(1)阻礙它們之間的相對運動而不是阻礙“運動”;(2)磁鐵插入和拔出時感應電動勢的磁場是怎樣阻礙它們之間相對運動的，尤其是電磁驅動現象應怎樣解釋為阻礙它們之間的相對運動的。

將屏幕返回到習題1，利用阻礙它們之間的相對運動直接分析導線ab、cd受到的安培力的方向。

五、結語

綜上所述，學習的根本目的是學以致用，所以引導學生將物理知識與實驗應用有機地結合起來，應是當今物理教學時時刻刻不能忘記的課題之一。

“磁場”與“電磁感應”兩章中，將物理知識應用于實際生產、生活及科學研究的內容非常之多，其中電磁流量計和質譜儀的應用已在高考題中出現(2001年高考題中的質譜儀一題，甚至就是課本中的原題)，在這兩章的教學中，應用應該是教學重點之一。