巧用“阻碍”分析电磁感应问题

巧用“阻碍”分析电磁感应问题

作者：唐岑

来源：《中学生数理化·学习研究》2017年第02期

很多同学在学习高中物理选修3-2《楞次定律》这一新课时，感觉該定律太抽象，不会应用。通过不断努力，认真归纳总结，我发现可以巧用“阻碍”分析电磁感应问题。下面通过一些实例说明如何巧用“阻碍”，希望对同学们的学习能有所帮助。

例1如图1，两个同心导体环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？外环有收缩还是扩张的趋势吗？ 解析：内环电流增大，因“阻碍”，故外环中的电流与内环电流反向，为逆时针。说明因电流反向即磁场反向，即磁通量反向，也就是阻碍磁通量的增大。

内环电流增大，磁通量增大，因“阻碍”，外环有扩张趋势，说明外环面积越大磁通量越小。

小结：本题可理解为电流的“增反减同”。

例2如图2，光滑平行金属导轨置于水平面上，AB、CD两导体直棒相互平行横置于导轨上，匀强磁场方向竖直向上，当导体棒AB向右移动时，CD将如何运动？

解析：导体棒AB向右移动时，磁通量减小的原因是面积减小，因“阻碍”，故CD棒向右运动，阻碍面积减小。

小结：本题中磁通变化原因是相对运动，因阻碍相对运动，则AB棒受到向左的安培力，阻碍其向右运动，由牛顿第三定律得CD棒受到向右的安培力而向右运动。本题可理解为“来拒去留”。

例3某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图3所示， 若发现钻头M突然向右运动，则可能是（）。 A.开关S由断开到闭合的瞬间 B.开关S由闭合到断开的瞬间

C.保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动

D.保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动

解析：M离原绕圈越远磁通量越小，因“阻碍”，故原磁通量在增大，即原电流在增大，答案选A。

例4如图4所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将是（）。

A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长

解析：当通电直导线中电流增大时，穿过环的磁通量增大，因“阻碍”，面积减小，环有下移的趋势。答案选D。

小结：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。而阻碍磁通量的增大，可以通过增加反向磁场来实现（即感应电流的磁场与原磁场方向相反）；也可以通过增大距离来实现，也可以通过增大或减小面积来实现。在分析实际问题时，我们首先要判断磁通量的变化情况，然后巧用“阻碍”，找到阻碍方式即可解决问题。 作者单位：湖南省怀化三中高三（3）班