Question

11．在“研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢关系”的实验中（见图（甲），得到E-$\frac{1}{△t}$图线如图（乙）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）将螺线管的匝数减少一半后重做该实验，在图（乙）中画出相应的实验图线．

Answer 1

分析 根据法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△∅}{△t}$，本实验中，E-△t图线是直线，说明n和△ϕ是定值，而△ϕ=△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．

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=$\frac{d}{v}$，d是挡光片的宽度，
v是挡光片通过光电门时的速度，v=$\sqrt{2as}$=$\sqrt{2gssinθ}$，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．
（2）根据E=n$\frac{△∅}{△t}$，线圈匝数减少一倍后，感应电动势减少一倍，电压传感器读数减少一倍．
因此将纵坐标的点减小一半，即可得到新的图线．

故答案为（1）A D；（2）如上图所示．

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-$\frac{1}{△t}$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．