Question

在“用DIS研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势E与时间△t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：让小车以不同的速度靠近螺线管，得到在不同挡光时间△t内的感应电动势平均值E．通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t．

在一次实验中得到的数据如下表：

次数 测量值	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）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都______ （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制______不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，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______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______．
（3）若要进一步研究感应电动势与线圈匝数的关系，实验时应控制______相同．

Answer 1

【答案】分析：（1）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．
（2）分析表中实验数据，找出感应电动势与时间的关系，应用图象法处理实验数据时，如果图象是一条过坐标原点的直线，即表示两个坐标轴的物理量成正比时，处理实验数据最方便，根据实验数据间的关系确定坐标轴所表示的量，然后得出实验结论．
（3）探究感应电动势与线圈匝数的关系，应控制磁通量的变化量与磁通量的变化率相同而线圈匝数不同，为控制磁通量的变化率相同，在原来实验的基础上，要控制小车通过光电门的时间相等．
解答：解：（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都相同，从而实现了控制螺线管中磁通量的变化量不变．
（2）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和磁通量不变的情况下，感应电动势E和时间△t成反比．
（3）若要进一步研究感应电动势与线圈匝数的关系，需要控制通过螺线管的磁通量的变化率相同，因此实验时应控制小车通过光电门的挡光时间△t相同，即或小车出发的速度相同．
故答案为：（1）相同；螺线管中磁通量的变化量；（2）感应电动势E与挡光时间△t的倒数；在匝数和磁通量不变的情况下，感应电动势E和时间△t成反比；
（3）小车通过光电门的挡光时间△t．
点评：本题应用了控制变量法，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．