磁场是被动的,原磁通仍要发生变化,感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。
楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现:感应电流在闭合电路中要消耗能量,在磁体靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为:“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中,矛盾双方即条形磁铁的磁场(B原
)和感应电流的
磁场(B感),两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
2、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:
(1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
(4)利用安培定则确定感应电流的方向。
开关断开前,线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪? 向下。
开关断开瞬间,线圈N中磁通量如何变化? 减少。
线圈N中感应电流的磁场方向如何? 向下(阻碍磁通量减少)。
线圈N中感应电流的方向如何? 由下向上,整个回路是顺时针电流。
利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。
3.右手定则
当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时,如何应用楞次定律判定感应电流的方向?
如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的,感应电流的方向可以由右手定则来判断。
右手定则的内容:
伸开右手让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。
巩固练习
1.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 ( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.与引起感应电流的磁场方向相同 答案:C
2.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 ( )
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生 C.当线圈以cd边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d 答案:BCD
3.如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位
置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流 ( )
A.沿abcd流动 B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿
dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿
abcd流动
答案:A
点评:明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究
4.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 ( )
A.同时向左运动,间距增大 B.同时向左运动,间距不变 C.同时向左运动,间距变小 D.同时向右运动,间距增大 答案:C
点评:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥
5.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面
内,则在线圈发生形变的过程中 ( )
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流 B.线圈中将产生adcb方向的感应电流 C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
D.线圈中无感应电流产生