淺談楞次定律在電工技術基礎中的典型應用

陳家陽

摘?要：楞次定律是電磁感應現象中的普遍規律，對其內容的理解，如何去應用值得思考。針對職校學生的知識基礎、學習習慣、學習興趣，有必要簡化楞次定律的應用方法。因此，將楞次定律的應用歸納為直接法、間接法和引申法，培養了學生遵循科學、哲學、規則、準則等綜合思想。

關鍵詞：楞次定律;電工基礎;應用

楞次定律是科學家經過無數次實驗，不畏艱苦、不怕失敗的辛勤勞動的結晶，體現了“一份耕耘，一份收獲”的道理，通過楞次定律的應用教學可以培養學生勤于動手實驗能力、分析歸納能力，對待科學一絲不茍的態度，培養學生較強的邏輯思維能力、多角度認識問題和高度概括的能力。

楞次定律的內容表述為：線圈中感應電動勢的方向總是企圖使它產生的感應電流的磁場阻礙原有磁通的變化。由于內容敘述中有很多定語，職校學生的語言基礎較差，對楞次定律的理解和應用有一定的障礙，所以可以將內容敘述成“磁場阻礙變化”，再讓學生加上定語去理解，讓學生更快捷地領會其內在含義。順理成章地理出應用楞次定律的步驟：1.確定原磁場方向;2.判斷穿過閉合電路原磁通量的變化情況;3.確定感應電流的磁場方向;4.用右手螺旋定則判斷感應電動勢和感應電流的方向。

為了充分體現教師為主導，學生為主體，充分發揮學生的主觀能動性，將楞次定律的應用歸納為以下幾個典型方面：

一、直接法

直接法就是直接應用楞次定律，主要依據“磁場阻礙變化”的原理，嚴格按照楞次定律的應用步驟依次實施，得出結論。

例1：標出圖一中各線圈感應電動勢的極性（設I突然增大時）。

原理分析：由圖一可見34線圈中電流從“3”流向“4”，依據右手螺旋定則，產生的磁場類似條形磁鐵，左端極性為N，右端極性為S，穿過所有線圈的磁場向左，由于I突然增大，穿過所有線圈的磁通向左增多，根據楞次定律確定所有線圈的感應電流產生的磁場向右，再用右手螺旋定則得出端子“1”為電動勢的“-”極，端子“2”為“+”極;端子“3”為電動勢的“+”極，端子“4”為“-”極;端子“5”為電動勢的“+”極，端子“6”為“-”極。

二、間接法

間接法是依據楞次定律，分析引起磁通變化的誘因，若是電流的變化，可以將楞次定律中“阻礙原磁通的變化”推源到“阻礙電流的變化”，從而得出感應電動勢的極性，避免了繁瑣的步驟，學生學習輕松，掌握效果明顯，提高了學生的學習興趣，樹立了分析、解決問題時必須抓住事物的“內因”的理念。

例2：在圖二中，當K閉合時，流過電流表的電流方向如圖所示，則可判定（?）。

A、“1”、“3”為同名端??B、“1”、“4”為同名端

C、“1”、“2”為同名端??D、“3”、“4”為同名端

原理分析：當K閉合時，原邊L1中電流從無到有，方向從端子“2”流向“1”，根據“阻礙電流的變化”，L1中的自感電動勢產生的電流從端子“1”流向“2”，根據電源內部電流從負極流向正極的關系，端子“1”為自感電動勢的“-”極，端子“2”為“+”極;L2互感電流從端子“3”流向端子“4”，端子“3”為互感電動勢的“-”極，端子“4”為“+”極，所以選擇A。

三、引申法

引申法是將楞次定律推廣應用，當線圈（或磁體）間、線圈（或磁體）與閉合金屬環間有相對運動時，感應電流的磁場或閉合金屬環阻礙它們之間的相對運動，可以快速分析出感應電動勢和電流的方向，或閉合金屬環的運動方向，從而培養了學生最基本的相對論思想。

例3：如圖三，條形磁體向左運動插入螺線管時，a、b兩點哪點電位高？

原理分析：條形磁鐵N極靠近線圈ab，根據阻礙相對運動的原理，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，右端為N極，用右手螺旋定則，判斷出感應電動勢的方向從a指向b，所以b點電位高。

例4：如圖四所示，一導體圓環套在光滑桿AB上，當把條形磁體插向圓環，圓環將怎樣運動？如把條形磁體抽出時，圓環又將怎樣運動？

原理分析：條形磁鐵插向圓環，越靠近圓環，根據阻礙相對運動的原理，圓環“躲避”條形磁鐵向左運動，同理，當條形磁鐵抽出時，圓環“緊跟”條形磁鐵向右運動。

另外，若不是條形磁鐵而是通電線圈，根據例4類推可得出結論。

經過以上幾個實例分析，學生更加明確了楞次定律是電磁感應現象中的普遍規律，對楞次定律的理解上升到了新的高度，對楞次定律的應用更能熟練、輕松、準確，培養了學生科學、哲學、德育、規則等綜合思想，讓學生深刻認識到科學、學習、生活中的各個方面都有相互依存、制約關系，懂得了思考、解決問題必須符合科學、真理、規則和法律的準則。

參考文獻

[1]?聶廣林.電工技術基礎與技能[M].重慶：重慶大學出版社，2015.

[2]?周紹敏.電工技術基礎與技能（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2014.