Question

在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验（如图（a）所示）中，得到E-

1

△t

图线如图（b）所示．
（1）（多选题）在实验中需保持不变的是

AD

．
A、挡光片的宽度
B、小车的释放位置
C、导轨倾斜的角度
D、光电门的位置
（2）线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图（b）中画出实验图线．
（3）通过图象可得出的结论是：感应电动势与

磁通量变化率

 成正比．

Answer 1

分析：根据法拉第电磁感应定律E=n

△?

△t

，本实验中，E-△t图线是直线，说明n和△?是定值，而△?=△B﹒S，要△B不变，要求光电门的位置（相对于线圈）和挡光片的宽度不变．
实验过程中磁铁的初末位置相同，螺线管位置不变，磁铁相对于螺线管的位置变化相同，穿过螺线管的磁通量的变化相同．

解答：解：（1）改变小车的释放位置或导轨倾斜的角度可以改变时间△t，
因为△t=

d

v

，d是挡光片的宽度，v是挡光片通过光电门时的速度，v=

2as

=

2gsinθ?s

，其中θ为导轨倾斜的角度，s为小车的释放位置到光电门的距离，由小车的释放位置决定．所以挡光片的宽度与光电门的位置不能变化，故AD正确，BC错误；
（2）根据E=n

△?

△t

，线圈匝数增加一倍后，感应电动势增加一倍，电压传感器读数增加一倍．
如点（3，2）变为（3，4），点（10，6）变为（10，12），连接（3，4）和（10，12）两点即可得到新的图线，如下图所示．
（3）由表中实验数据可知，感应电动势E与和挡光时间△t的乘积一定，说明感应电动势E与挡光时间△t成反比，则感应电动势E与挡光时间△t的倒数成正比，为了研究E与△t的关系，可采用图象处理数据的方法，在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间△t的倒数的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，可得出的实验结论是在匝数不变的情况下，感应电动势E和磁通量变化率成正比．
故答案为：（1）AD；
（2）如图
（3）磁通量变化率．

点评：本题考查“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验的实验原理和实验步骤及数据处理（图象）等．考查实验，不是照抄教科书的实验器材和步骤，教科书用的是微安表，本题用电压传感器，体现了课程标准的新理念，教科书用人手动磁铁，本题用倾斜的导轨使磁铁运动，并且用光电门测时间．老实验：研究电磁感应，新器材：电压传感器、光电门，新思路：选择不变量（同时也就选择了可变量），画新图：改变匝数后的E-1/△t图线，正可谓：推陈出新，新胜于陈．只有在不看答案的情况下做题，才能体验到题目的妙处．
本题还应用了控制变量法，熟练应用控制变量法、认真分析实验数据是正确解题的关键．