第 4 点 楞次定律与右手定则的剖析
在电磁感应中,我们常用楞次定律和右手定则来判断导体中感应电流的方向,为了对这两条
规律理解更深入,应用更恰当,下面就这两条规律比较如下.
1.不同点
(1)研究对象不同:楞次定律所研究的对象是整个闭合回路;右手定则研究的对象是闭合回路
中做切割磁感线运动的一部分导体.
(2)适用范围不同:楞次定律适用于由磁通量变化引起的感应电流的各种情况,当然也包括一
部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况;右手定则只适用于一部分导体在磁场中做切割
磁感线运动的情况,若导体与磁场无相对运动,就无法应用右手定则.因此,右手定则可以
看做是楞次定律的一种特殊情况.
(3)应用的方便性不同:虽然楞次定律可适用于由磁通量变化引起的感应电流的各种情况,但
其在应用的过程中,要弄清原磁通量的方向、原磁通量的变化情况、感应电流的磁场的方向
等,分析过程不能有半点纰漏,逻辑性强,过程繁琐;若是回路中的一部分导体在做切割磁
感线运动而产生感应电流,应用右手定则时,只需按定则“伸手”,就可以判断出感应电流
的方向,比较直接、简单,应用更方便.
2.相同点
(1)目的相同:在电磁感应中,应用楞次定律和右手定则,都是为了判断出回路中感应电流的
方向.
(2)本质相同:应用楞次定律来判断回路中感应电流的方向时,是因为闭合回路中的磁通量发
生了变化;应用右手定则来判断回路中感应电流的方向时,是因为导体在做切割磁感线的运
动,其本质也是由导体构成的闭合回路中的磁通量由于导体的运动而发生了变化.
对点例题 如图 1 所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平放置着闭合电路 abcd.其中 ab、cd
两边的长度可以变化.当 bc 向右运动时(ad 不动),用两种方法分析通过灯泡 L 的电流的方向.
图 1
解题指导 方法一:用楞次定律.回路面积增大,磁通量变大,感应电流会在回路内产生向
上的磁场来阻碍磁通量变大,由安培定则可知感应电流应沿 adcba 方向,故流过灯泡的电流
方向为由 a 向 d.
方法二:用右手定则.直接判断出流经 bc 边的电流是由 c 向 b,故流过灯泡的电流方向是由
a 向 d.
答案 见解题指导
技巧点拨 凡是由于导体的运动而引起的感应电流方向的判断用右手定则;凡是由于磁场的
变化而引起的感应电流方向的判断用楞次定律.
(多选)如图 2(a)所示,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正
方向.螺线管与导线框 abcd 相连,导线框内有一小金属圆环 L,圆环与导线框在同一平面内.当
螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时( )
图 2
A.在 t1~t2 时间内,L 有收缩趋势
B.在 t2~t3 时间内,L 有扩张趋势
C.在 t2~t3 时间内,L 内有逆时针方向的感应电流
D.在 t3~t4 时间内,L 内有顺时针方向的感应电流
答案 AD
解析 在 t1~t2 时间内,磁场增强,根据楞次定律可判断出导线框中产生 d→c→b→a 方向的
感应电流,且电流逐渐增大,则穿过圆环的磁通量增大,可知 L 有收缩趋势,A 正确;在 t2~
t3 时间内,磁场先减弱后反向增强,导线框中产生 a→b→c→d 方向的感应电流且保持不变,
穿过圆环的磁通量不变,L 内无感应电流且没有扩张或收缩的趋势,B、C 错误;在 t3~t4 时
间内,沿负方向的磁场减弱,根据楞次定律可判断出导线框中产生 d→c→b→a 方向的感应电
流,且电流在逐渐减小,故穿过圆环的磁通量减小,L 内有顺时针方向的感应电流,D 正确.