Question

在“用DIS研究回路中感應電動勢的大小與磁通量變化快慢的關系”的實驗中，為了研究感應電動勢E與時間△t的關系，某小組同學利用圖中的實驗裝置進行實驗：讓小車以不同的速度靠近螺線管，得到在不同擋光時間△t內的感應電動勢平均值E．通過利用小車末端的彈簧將小車以不同的速度從軌道的最右端彈出，就能得到一系列的感應電動勢的平均值E和時間△t．

在一次實驗中得到的數據如下表：

次數 測量值	1	2	3	4	5	6	7	8
E/V	0.116	0.136	0.170	0.191	0.215	0.277	0.292	0.329
△t/×10-3s	8.206	7.486	6.286	5.614	5.340	4.462	3.980	3.646

（1）觀察和分析該實驗裝置可看出，在實驗中，每次測量的擋光時間△t內，磁鐵相對螺線管位置的變化都______ （選填“相同”或“不同”），從而實現了控制______不變．
（2）在得到上述表格中的數據之后，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______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______．
（3）若要進一步研究感應電動勢與線圈匝數的關系，實驗時應控制______相同．

Answer 1

【答案】分析：（1）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．
（2）分析表中實驗數據，找出感應電動勢與時間的關系，應用圖象法處理實驗數據時，如果圖象是一條過坐標原點的直線，即表示兩個坐標軸的物理量成正比時，處理實驗數據最方便，根據實驗數據間的關系確定坐標軸所表示的量，然后得出實驗結論．
（3）探究感應電動勢與線圈匝數的關系，應控制磁通量的變化量與磁通量的變化率相同而線圈匝數不同，為控制磁通量的變化率相同，在原來實驗的基礎上，要控制小車通過光電門的時間相等．
解答：解：（1）觀察和分析該實驗裝置可看出，在實驗中，每次測量的擋光時間△t內，磁鐵相對螺線管位置的變化都相同，從而實現了控制螺線管中磁通量的變化量不變．
（2）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和磁通量不變的情況下，感應電動勢E和時間△t成反比．
（3）若要進一步研究感應電動勢與線圈匝數的關系，需要控制通過螺線管的磁通量的變化率相同，因此實驗時應控制小車通過光電門的擋光時間△t相同，即或小車出發的速度相同．
故答案為：（1）相同；螺線管中磁通量的變化量；（2）感應電動勢E與擋光時間△t的倒數；在匝數和磁通量不變的情況下，感應電動勢E和時間△t成反比；
（3）小車通過光電門的擋光時間△t．
點評：本題應用了控制變量法，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．