4 楞次定律
[学习目标定位] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．
1．安培定则(适用于直导线)：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．
2．安培定则(适用于环形电流及通电螺线管)：用右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．
一、右手定则
将右手手掌伸平，使大姆指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向． 二、楞次定律
1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
2．利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法步骤： (1)分辨引起电磁感应的原磁场B0的方向． (2)确定B0通过闭合回路磁通量的增减．
(3)根据楞次定律，确定感应电流的磁场B′方向．
(4)用安培定则判断能够形成上述磁场B′的感应电流的方向.
一、右手定则 [问题设计]
如图1所示的电路中，G为电流计(已知电流由左接线柱流入，指针向左偏，由右接线柱流入，指针向右偏)，当ab在磁场中切割磁感线运动时，指针的偏转情况如下表
图1
导体棒ab的运动 向右 向左 指针偏转方向 向左 向右 回路中电流方向 顺时针 逆时针 分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律． 答案 磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则． [要点提炼]
1．右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向．(注意等效电源的正、负极)
2．适用条件：只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况．
3．当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极)． 二、楞次定律 [问题设计]
根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格．
图2 操作方法 填写内容 原来磁场的方向 原来磁场的磁通量变化 感应电流方向 甲 S极插入线圈 向上 增大 顺时针乙 S极拔出线圈 向上 减小 逆时针丙 N极插入线圈 向下 增大 逆时针丁 N极拔出线圈 向下 减小 顺时针 (俯视) 感应电流的磁场方向 原磁场与感应电流的磁场方向的关系 向下 相反 (俯视) 向上 相同 (俯视) 向上 相反 (俯视) 向下 相同 (1)请根据上表所填内容分析，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？
答案 不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化． (2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律？
答案 当条形磁铁插入时，磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对；当条形磁铁拔出时，磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对．即：两者靠近时，相互排斥；两者远离时，相互吸引．感应电流总要阻碍原磁场的相对运动． [要点提炼]
1．楞次定律：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．楞次定律中“阻碍”的含义： (1)谁起阻碍作用——感应电流的磁场．
(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身．
(3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同”．
(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少，只是延缓了原磁场的磁通量的变化．
3．(1)楞次定律是普遍适用的．既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向，又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向．
(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向． 三、楞次定律的应用 [问题设计]
在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd，如图3所示．当直导线中的电流强度I逐渐减小时，试判断线圈中感应电流的方向．
图3
请从解答此题的实践中，总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体思路．
答案 线圈abcd中感应电流方向为顺时针．
若要判定感应电流方向，需先弄清楚感应电流的磁场方向．根据楞次定律“阻碍”的含义，则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况． [要点提炼]
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤： (1)明确研究对象是哪一个闭合电路． (2)明确原磁场的方向．
(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少． (4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向． (5)由安培定则判断感应电流的方向．
一、右手定则的应用
例1 下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体
ab上的感应电流方向为a→b的是( )
解析 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流沿a→d→c→b→a方向，D中电流方向为b→a.故选A. 答案 A
二、对楞次定律的理解
例2 关于楞次定律，下列说法中正确的是 ( ) A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱 C．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析 楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选D. 答案 D
三、楞次定律的应用
例3 如图4所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位
置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 ( )
图4
A．逆时针方向，逆时针方向 B．逆时针方向，顺时针方向 C．顺时针方向，顺时针方向 D．顺时针方向，逆时针方向
解析 线圈在位置Ⅰ时，磁通量方向水平向右且在增加．根据楞次定律知，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以感应电流的磁场方向应水平向左．根据安培定则知，顺着磁场方向看去，线圈中的感应电流方向为逆时针方向．当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小．根据楞次定律，感应电流的磁场方向水平向右．再根据安培定则，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向应为顺时针方向． 答案 B
针对训练 如图5所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )
图5
A．向左和向右拉出时，环中感应电流方向相反
B．向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向 C．向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向
D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生 答案 B
解析 圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量的变化情况，向左或向右将圆环拉出磁场的过程中，圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向．圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量