对楞次定律内容的理解和思考

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  一、 对楞次定律内容的理解
  
  1. 楞次定律内容
  感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
  2. 楞次定律内容的理解
  首先要注意区分“磁通量的变化”和“磁通量的多少”,“原来磁场的方向”和“原来磁场磁通量的变化”以及“感生磁场的方向”等各量的含义.
  3. 理解阻碍的含义
  (1)谁起阻碍作用?要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”.
  (2)阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量.
  
  (3)怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少.故“阻碍”不仅有“反抗”的含义,还有“补偿”的含义.反抗磁通量的增加,补偿磁通量的减少.有了“变化”才有“阻碍”,变化的方式不同,阻碍的形式也是多种多样.若回路中的磁通量不变时,则没有“变化”需要阻碍,此时没有感应电流的磁场,也就没有感应电流.
  (4)阻碍不同于阻止.阻碍——使不能顺利通过和发展;阻止——使不能前进,使行动停止.比较两词的含义,可发现阻碍只是起到推迟原磁场变化的作用,即原磁场的磁通量的变化时间被延长了,但最终原磁场磁通量还是按自己的变化趋势进行,感应磁场无法阻止原磁场磁通量的变化.
  (5)阻碍不同于反向,感应磁场要阻碍原磁场的变化,就要反抗原磁场磁通量的增加或补偿原磁场磁通量的减小.原磁场加强时,感应磁场与其反向,原磁场减弱时,感应磁场与其同向.
  (6)从效果看,可认为阻碍是产生电磁感应现象的本质.由于引起感应电流的原因多种多样,因而在不同的物理过程中,感应电流产生的效果表现也不相同.比如,感应电流是由于磁场与导体回路间的相对运动引起的,则感应电流的效果表现为阻碍它们之间的相对运动.若感应电流是由于导体回路的面积引起的,则感应电流的效果表现为阻碍面积的变化.若电磁感应是由于导体回路自身的电流变化引起的,则感应电动势的作用表现为阻碍回路中的电流变化.
  (7)电磁感应现象是能量守恒的一种表现——在匀强磁场中,为了维持放在光滑平行金属导轨上的导体棒的匀速运动,必须加一外力,用来克服安培力做功,机械能转化为电能,在回路中电流做功,电能转化为内能.由于安培力总是在阻碍导体棒的运动,所以出现“来时推拒,去时挽留”的现象,好比踏进沼泽湿地泥沼时的感觉:脚要踩进烂泥,烂泥不让进(但却无法阻止脚的踩进),一旦脚在泥里了想拔出来,烂泥却拉住脚不放(但最终拉不住).这样来消耗吸收的能量,转化为内能.
  (8)电磁感应现象中感应电动势(或感应电流)的产生过程体现了惯性.从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性.电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性.这种惯性正是“阻碍变化”的外在表现.比如,当穿过闭合线圈中的磁通量发生变化时,由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍电路中的磁通量的变化,即线圈本身有保持原来磁通量大小的性质.楞次定律不就是电学中的惯性定律吗?对于线圈的自感现象,自感系数L正是量度线圈惯性大小的物理量.
  
  二、对楞次定律内容的再思考
  
  在人为外界的影响下,导致了穿过闭合回路的磁通量发生了变化,而感应电流的效果是阻止这种变化的产生,一个求变,一个追求不变,所以它们之间是有矛盾的,也从一个角度验证了“矛盾是普遍存在的”这一唯物主义的观点.这对矛盾具体体现在哪里呢?当穿过闭合回路的磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场相反;当穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场同向.即“增反减同”. 然后通过右图因果链,再次理解“阻碍”二字的含义.
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