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对一道电磁感应选择题的思考 山东省临沂第一中学 程丰兵  资料上有这样一道选择题：直线OO?过一超导线圈的圆心且和超导线圈所在平面垂直，条形磁铁的轴线与OO'重合。当磁铁向线圈靠近的过程中，超导线圈中产生强大的感应电流。以下说法中正确的是（ ） A．穿过线圈的磁通量变化量很大 B．穿过线圈的磁通量变化率很大 C．超导线圈电阻很小且接近于零 D．感应电动势很大 资料所给的答案是C。命题者的解题思路很明显：磁铁由位置1运动到位置2，线圈中的磁通量由  变化到 ，则 。该过程中的感应电动势  ，可见感应电动势的大小和线圈超导与否无关，故B不正确；超导线圈的电阻趋近于零，故感应电流 会很大，所以答案为C。现在我们按照题目所给的物理情境继续分析。既然超导线圈中的感应电流足够大，那么它产生的磁场就足够强，显然这种情况下感应电流的磁场方向和条形磁铁的磁场反向，所以一定会导致穿过线圈的合磁场与条形磁铁的磁场反向。这个结论是和楞次定律相矛盾的。因为按照楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当然线圈中的磁场方向不会因为感应电流而改变。 问题出现在哪里呢？我们当然不能怀疑楞次定律，那么就只能认为超导线圈中的感应电流不是很大，也就是说这个选择题的题干是有问题的，或者说它所描述的物理情形是不存在的。接下来的问题是怎样解释  当 趋近于零时， 的值又不大呢？看来只能认为这种情况下穿过线圈的磁通量的变化量（即引起感应电流的磁通量的变化量） 非常小，恰好使得 取某一所需要的定值。这样就必须要承认引起感应电流的磁通量绝不仅仅是条形磁铁的磁场产生的磁通量，只能是感应电流和条形磁铁的合磁场产生的磁通量。事实也正是如此，法拉第电磁感应定律 中的就是合磁场产生的，楞次定律中“引起感应电流的磁通量”指的也是合磁场的磁通量。自感电动势更能说明这个问题，我们知道 ，磁感应强度 与电流成正比，所以与 成正比，于是 。而显然这里的就是实际的磁场（合磁场）产生的，也就是线圈中的实际电流（可以理解为原电流和实际电流的“合”电流）产生的。事实上，超导线圈的一个重要性质就是完全抗磁性。对于前面的选择题，超导线圈原来的磁通量为零，当条形磁铁靠近它的过程中，超导线圈中恰好产生一定的感应电流，使得穿过线圈的磁通量始终近似为零，这样磁通量的变化率几乎为零，产生的感应电动势几乎为零。也只有这样，才能同时满足闭合电路的欧姆定律、法拉第电磁感应定律以及楞次定律。 通过该题的分析，我们应该明确以下认识：法拉第电磁感应定律 中的磁通量变化量在任何情况下都是穿过线圈的合磁场产生的；楞次定律中的阻碍是指的普通导体线圈，对于超导线圈可以达到阻止的程度；老师在联系现代科技做一些原创性命题时要慎重，要先学习相关的必要知识，只有这样才能避免出现科学性错误。
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