楞次定律及右手电磁感应（巧用楞次定律和右手定则搞定电磁学难题）

讲师：杨雷雷，三好网认证讲师，教师帮俱乐部会员

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大家好，欢迎收看三好公开课，本期课的内容是感应电流的方向，那么这节课我会带领大家学会两种判断感应电流的方法，第一个方法是楞次定律的应用，第二个方法是右手定则，那么楞次定律的应用是要求我们用右手螺旋定则配合着楞次定律的知识内容，然后去解决感应电流的方向问题，那么这里我们回忆一下楞次定律的核心内容。

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。

也就是阻碍原磁通量的变化，那么它的适用范围可以适用于一切的电磁感应现象，所以说楞次定律的适用范围非常的广，当你的右手表现出攥紧拳头伸出大拇指，you are very good造型的时候，那么楞次定律就可以被使用。

右手定则内容：右手大拇指指向导体运动方向，其余四指指向感应电流方向。

也就是当我们使用右手定则的时候是这样的，我们现在没有看到整个回路的这样一个电路，那么我们只看到了一个去切割磁感线的一条导线。那么这个时候把我们的右手张开，然后大拇指和手掌是个垂直的关系，让我们的大拇指指向运动的方向，然后磁场呢是穿过掌心，现在四指的方向就是电流的方向，也就是这个感应电流的方向。所以右手定则的适用情况是导体切割磁感线产生感应电流的情况。

OK，两种方法我们现在来解决一些问题。

例一：法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。如图1所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的均强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动(自上向下看)，电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是 (　D　)

1. 回路中电流大小变化，方向不变

2. 回路中电流大小不变，方向变化

3. 回路中电流的大小和方向都周期性变化

4. 回路中电流方向不变，从b导线流进电流表

第一道例题大家看，法拉第发明了世界上第一台发电机，他的这个原型还是非常不错的，大家在平时的考试、做题中可能也遇到过。那么这个圆盘发动机通过转动切割磁感线，然后回路中产生了感应电流，那么这个时候呢题目让我们要解决的问题是什么呢？是电流表它里面的电流方向以及大小是什么样的。

我们首先来说大小，a和b作为两个介入点，那么接入点之间的导线在做切割磁感线的运动，切割磁感线产生的感应电动势E=BLV。由于磁感线强度B不变，a和b的距离，也就是圆盘的半径L也没发生变化，那么转动的线的速度也没发生变化，因为它是一个均速转动的。所以说在这个过程当中产生的感应电动势大小不变，回路电阻不变，所以说我们可以认为，电流大小I是不变的。

那么在电流I不变的情况之下，我们再去看电流的方向，这个时候就用上了我们的右手定则，用起来是最为容易的，那么让磁场穿过我们的掌心，大拇指指向运动的方向，四指就是电流的方向了。在这种情况之下，电流的转动方向是逆时针转动的，所以我们的手应该弯曲成这样形状（如图1），不知道你能不能做出这么高难度的动作，这个时候我发现电流的流向是从左到右流动的。那么外电路就会从b流过电流表，然后再流过a，所以说我们最终的结论是电流大小不变，方向也不变，并且方向在外电路从b流向a的，那么正确答案就是D选项。这是一道例题，主要应用的是右手定则。

接下来我们再来看下面这道题目，这个题目是一道高考原题，我们来看。

例二：(多选)等腰三角形线框abc 与长直导线MN 绝缘，且线框被导线分成面积相等的两部分，如图甲所示，MN 中通有由N 流向M 的电流，电流强度随时间的变化如图乙所示，则关于线框中感应电流的判断正确的是( )

1. 在任何时刻线框中都无感应电流

2. 在t1时刻线框中有沿acba方向的感应电流

3. 在t2时刻线框中有沿acba方向的感应电流

4. 在t3时刻线框中有沿abca方向的感应电流

这是一道多选题大家要注意，等腰三角形abc现在通过MN把它分成了两个面积相等的部分。我们知道以MN作为一个截线，它的两侧面积分布相等，但是以电流为中心的话，那么它周围的磁场的分布是以MN为中心，越靠近磁感线越密集，越远离磁感线越稀疏。那么这是什么意思呢？也就是说等腰三角形abc通过MN分成的两侧的面积虽然相等，但是右侧磁感线密集程度比左侧高。所以说我们右侧的磁通量比左侧的磁通量的总数就要大。那么也就是说△abc这个回路里面的磁通量不是0，虽然一进一出，但是总和不为0，原因是距离导线MN的距离不一样。

那么好了，有了这一条之后再去看这个电流，电流经历了一个先增大后减小的一个过程。那么比如说在t1时间经历了一个电流逐渐增加的过程，那么电流逐渐增大的过程就会使△abc左右两部分都增大，但是右边比左边始终要多，而且电流越大，右边比左边磁通量多的就会更多，那么这个时候的磁通量的总和就是增加的。如果磁通量的总和是增加的话，那么我们根据楞次定律产生的感应电流就会阻碍这种增加，就会产生和原磁通量相反的感应电流对应磁场的方向。

那么到了t2这个时间呢，t2时间可以认为这一瞬间的电流是不发生变化的，它的切线的斜率为0。那么也就是说在MN上面的电流在t2这个时间里面实际上△abc里面的瞬间电流为0。同样的道理，到了t3之后，由于电流在减小，那么△abc左右两侧的不对等，也导致了整个回路的磁通量在总体减小。

所以说根据刚才的分析，我们就可以知道：

1. 能够判断出在t1时刻回路当中会产生电流，并且电流的方向是acba的方向，是根据题目当中这个电流我们可以得出这样一个方向。

2. 在t3时刻沿，t3时刻由于回路中的总的磁通量在减少，所以说也会产生一个阻碍原磁通量减少的这样一个感应电流。

所以这道题目的答案是选择BD。主要应用的知识点就是楞次定律。大家要意识到△abc里面的磁通量是由左侧和右侧两个面积里面总的磁通量的一个加合。△abc左右两边的面积虽然相同，磁感线的疏密程度不相同，所以导致△abc回路内的总磁通量有区别。

判断感应电流的方向，我们再做总结。

两个方法：第一个楞次定律；第二个右手定则。

好，欢迎同学们收听本次课程的内容。下次课的内容是感应电动势，欢迎你继续收听，谢谢大家。

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