宋昌榮

摘 要：物理教學中，經(jīng)驗豐富的老師喜歡利用核心定律命題，依據(jù)教學經(jīng)驗，經(jīng)過推理、論證、歸納，得到一些有利于考試的結(jié)論，我們稱這些經(jīng)驗性結(jié)論為二級結(jié)論。對定律和定理進行內(nèi)延或外擴而得到的二級結(jié)論，一方面，應做到有的放矢、有理有據(jù)；另一方面，在教學過程中，其準確性應經(jīng)得住實踐的檢驗。盲目地將不確切的二級結(jié)論在課堂上傳授，不僅誤人子弟，違背教師的職業(yè)道德，更有悖于物理學嚴謹治學的學科特征[1]。

關(guān)鍵詞：楞次定律；二級結(jié)論；教學事例

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）8-0039-2

1833年，俄國物理學家楞次總結(jié)了安培、法拉第等人對電動力學和電磁感應現(xiàn)象的研究成果，在圣彼得堡科學院宣讀了《關(guān)于用電動力學方法決定感應電流方向》的論文，提出了確定感應電流方向的定律——楞次定律。楞次定律的表述可歸結(jié)為：“感應電流的效果總是反抗引起它的原因?！?/p>

中學教師在教學楞次定律時推廣得到的一些二級結(jié)論：

①阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；

②阻礙相對運動——“來拒去留”；

③使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”；

④阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）——“增反減同”；

這些基于楞次定律得到的二級結(jié)論，在不同場合、不同資料上被廣大教師紛紛引用。筆者通過兩個例題，剖析以上二級結(jié)論的不足之處。

例1 如圖1所示，在條形磁鐵S極附近，有一水平放置的閉合線圈abcd，現(xiàn)將它由位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ平移至位置Ⅲ，則線圈中感應電流的方向及與條形磁鐵的相互作用方向？

解析 條形磁體外部（右側(cè)），磁感線分布情況如圖2所示，靠近S極處密集，遠處稀疏，由于本題中閉合線圈abcd水平放置，所以在II位置磁通量為零，由圖示中I位置靠近II位置過程中，磁通量必然減小，感應電流應為俯視順時針方向。此環(huán)形電流等效為小磁鐵（如圖3所示），不難看出，在線圈下降靠近磁體的過程中，二者是吸引的，同理得到，線圈由II到Ⅲ位置的過程中，雖然從相對運動上來看是遠離的，但從相互作用上看確實是排斥的，可謂“來留去拒”，正好與二級結(jié)論②相悖！

例2 如圖4所示，螺線管b置于閉合金屬環(huán)a的軸線上，b中有恒定電流，從某時刻起， 當b中通過的電流逐漸變大時，則（ ）

A.環(huán)a有縮小的趨勢

B.環(huán)a有擴張的趨勢

解析 本題中，螺線管b電流增大，磁感應強度增強。很多學生受到上述二級結(jié)論的影響，認為金屬環(huán)a有縮小的趨勢。

首先，筆者作出a環(huán)處的磁場，（如圖5，設螺線管b中的電流由左向右），此時易得：螺線管b電流增大，金屬環(huán)a磁通量增大，依據(jù)楞次定律，感應電流產(chǎn)生的磁場與原磁場相反，即感應電流方向從右向左為逆時針。由左手定則可得，金屬環(huán)a每個位置受力均沿半徑向外，金屬環(huán)a有擴大的趨勢！（如圖6） 由此看來，針對線圈面積的二級結(jié)論③：“增縮減擴”也存在較大的局限性。

小結(jié) 楞次定律是一條電磁學的基本定律，借助它可確定電磁感應產(chǎn)生的感應電動勢的方向，進而得到感應電流的方向。

回路上的感應電流是由穿過該回路的磁通量的變化引起的，那么楞次定律可表述為：“感應電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗（或阻礙）原磁通量的變化?！蔽覀兎Q這個表述為通量表述，——這是二級結(jié)論①的依據(jù)。感應電流的效果是在回路中產(chǎn)生了磁通量，而產(chǎn)生感應電流的原因則是“原磁通量的變化”。

組成回路的導體做切割磁感線運動時，能夠改變原回路的磁通量，產(chǎn)生感應電動勢，從能量轉(zhuǎn)化的角度來說，必有其他形式的能轉(zhuǎn)化為了電能，因而此時主動切割的導體一定做負功。那么，楞次定律的運動表述為：“運動導體上的感應電流受的磁場力（安培力）總是反抗（或阻礙）導體的運動?！?/p>

教學過程中，便于推廣的二級結(jié)論，應具有以下特征：抓住了物理問題的本質(zhì)而顯得特別簡單明了、直截了當；能夠顯示判求物理問題的通用性，對題目條件依賴最少。物理學是一門嚴謹?shù)目茖W，我們的教學更需要嚴謹，課堂教學中，指導學生格物究理，探究、掌握概念核心不要盲目傳授、使用二級結(jié)論。

參考文獻：

[1]錢呈祥.物理“二級結(jié)論”在高考中的應用及拓展[J]. 物理教學探討，2009，27（1）：50—52.

（欄目編輯 羅琬華）