剖析楞次定理
山西蒋为民
楞次定理是拿来判定形成感应电压的方向的,正确理解定理的含意是应用的关键,下边从几个方面来理解.
一、从原磁场与感应电压的磁场的方向角度理解为“增反减同”
定理中的“阻碍”不是“相反”,原磁场的铁损量减小时,两磁场方向相反;原磁场的铁损量减少时,两磁场方向相同;“阻碍”也不是“阻止”,回路中的铁损量还是会变化的,所以楞次定理可以叙述为“增反减同”.
例1、某磁场磁感线如图1所示,有一铝线圈自图示A位置落至B位置,在下落过程中,自上往下看,线圈中感应电压方向是()
A.一直顺秒针B.一直逆秒针
C.先顺秒针再逆秒针D.先逆秒针再顺秒针

解析:当线圈从位置A运动到位置B时,穿过线圈向下的铁损量先减小后减弱,线圈中形成感应电压,由“增反减同”可知,线圈中形成的感应电压的磁场先向上后向下,由安培定则可知感应电压方向为先顺秒针再逆秒针,故正确选项为C.
二、从力的角度理解为“来拒去留”
由能量观点可知,当形成磁场的物体紧靠闭合线圈时,线圈中形成电能,而物体能量必减小,故受作用力作用,反之有引力作用,所以楞次定理也可叙述为“来拒去留”.
例2、如图2中线圈置于桌面上,当吸铁石自由下落过程中,线圈对桌面的压力为()
A.减小B.减少C.不变D.难以判定
解析:初状态时线圈对桌面的压力N=mg,吸铁石下落过程中,由“来拒去留”知,线圈遭到向上的作用力F作用,故线圈对桌面的压力为

,所以减小楞次定律楞次定律,故A正确.
三、从能量角度理解为“能量守恒”
能量守恒是自然界的普遍规律,能的转化是通过做功来量度的,这一点正是楞次定理的根本所在,实质上楞次定理是能量转化和守恒在电磁感应现象中的具体彰显,所以楞次定理又可叙述为“能量守恒”.
例3、如图3所示,一边长为L、电阻为R、质量为m的正圆形线框abcd从离地面H高处自由下落.下落过程中线框恰能匀速穿过水平的方向向里的匀强磁场,若空气阻力不计,求(1)线框落地时的速率大小;(2)线框穿过磁场过程中形成的热量.
解析:(1)线框匀速通过磁场区,说明磁场区的高度与线圈的周长相等也为L,线圈步入磁场时匀速通过磁场区增长的高度为2L,因为动能不变,所以机械能减少2mgL,按照功能关系可得:
(2)依据能量守恒定理可知:Q=2mgL.
由上可知,有时应用楞次定理的几种叙述方法解题,比用定理本身直接解题要便捷.
