Question

在“研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系”實驗（如圖（a）所示）中，得到E-

1

△t

圖線如圖（b）所示．
（1）（多選題）在實驗中需保持不變的是

AD

．
A、擋光片的寬度
B、小車的釋放位置
C、導軌傾斜的角度
D、光電門的位置
（2）線圈匝數增加一倍后重做該實驗，在圖（b）中畫出實驗圖線．
（3）通過圖象可得出的結論是：感應電動勢與

磁通量變化率

 成正比．

Answer 1

分析：根據法拉第電磁感應定律E=n

△?

△t

，本實驗中，E-△t圖線是直線，說明n和△?是定值，而△?=△B﹒S，要△B不變，要求光電門的位置（相對于線圈）和擋光片的寬度不變．
實驗過程中磁鐵的初末位置相同，螺線管位置不變，磁鐵相對于螺線管的位置變化相同，穿過螺線管的磁通量的變化相同．

解答：解：（1）改變小車的釋放位置或導軌傾斜的角度可以改變時間△t，
因為△t=

d

v

，d是擋光片的寬度，v是擋光片通過光電門時的速度，v=

2as

=

2gsinθ?s

，其中θ為導軌傾斜的角度，s為小車的釋放位置到光電門的距離，由小車的釋放位置決定．所以擋光片的寬度與光電門的位置不能變化，故AD正確，BC錯誤；
（2）根據E=n

△?

△t

，線圈匝數增加一倍后，感應電動勢增加一倍，電壓傳感器讀數增加一倍．
如點（3，2）變為（3，4），點（10，6）變為（10，12），連接（3，4）和（10，12）兩點即可得到新的圖線，如下圖所示．
（3）由表中實驗數據可知，感應電動勢E與和擋光時間△t的乘積一定，說明感應電動勢E與擋光時間△t成反比，則感應電動勢E與擋光時間△t的倒數成正比，為了研究E與△t的關系，可采用圖象處理數據的方法，在直角坐標系中作感應電動勢E與擋光時間△t的倒數的關系圖線，若圖線是基本過坐標原點的傾斜直線，可得出的實驗結論是在匝數不變的情況下，感應電動勢E和磁通量變化率成正比．
故答案為：（1）AD；
（2）如圖
（3）磁通量變化率．

點評：本題考查“研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系”實驗的實驗原理和實驗步驟及數據處理（圖象）等．考查實驗，不是照抄教科書的實驗器材和步驟，教科書用的是微安表，本題用電壓傳感器，體現了課程標準的新理念，教科書用人手動磁鐵，本題用傾斜的導軌使磁鐵運動，并且用光電門測時間．老實驗：研究電磁感應，新器材：電壓傳感器、光電門，新思路：選擇不變量（同時也就選擇了可變量），畫新圖：改變匝數后的E-1/△t圖線，正可謂：推陳出新，新勝于陳．只有在不看答案的情況下做題，才能體驗到題目的妙處．
本題還應用了控制變量法，熟練應用控制變量法、認真分析實驗數據是正確解題的關鍵．