Question

9．沈仔細(xì)同學(xué)在探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)每次電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度不相同，于是他提出了“感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)”的問題，并做出以下猜想：
猜想一：感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)；
猜想二：感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)；
猜想三：感應(yīng)電流的大小與切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)．
為驗(yàn)證自己的猜想是否正確，他選用的器材有：導(dǎo)體棒一根，10匝線圈和20匝線圈各一個(gè)（導(dǎo)體棒電阻與多匝線圈電阻近似相等），磁場(chǎng)強(qiáng)度不同的蹄形磁鐵三塊，靈敏電流表一塊，長(zhǎng)導(dǎo)線若干．請(qǐng)你幫他完成下列內(nèi)容：
（1）為了驗(yàn)證猜想一，他做了如下實(shí)驗(yàn)．

①首先用圖1所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)體棒ab以速度v₁切割磁感線，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n₁．
②調(diào)換一塊磁場(chǎng)強(qiáng)度更強(qiáng)的磁鐵，并將導(dǎo)體棒換成10匝線圈，線圈的一邊置于磁場(chǎng)中，如圖2所示，并以速度v₂（v₂＞v₁）切割磁感線，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n₂．
請(qǐng)你說明他的操作中存在的問題；
（2）設(shè)計(jì)出探究“猜想二”的記錄數(shù)據(jù)表格．

Answer 1

分析 （1）感應(yīng)電流大小跟導(dǎo)體切割磁感線的長(zhǎng)度、切割磁感線的速度、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)．對(duì)于此類多變量的探究實(shí)驗(yàn)，必須使用控制變量法，即：使被研究的變量不同，而控制其他變量保持一致，將多變量問題轉(zhuǎn)化為單變量問題，由此進(jìn)行分析．
（2）要探究感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)；要控制磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度不變，使導(dǎo)體切割磁感線的速度成倍增加，據(jù)此設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)表格．

解答 解：
（1）感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)，應(yīng)使切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度和導(dǎo)體切割磁感線的速度相同，改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；
由題意知：“將導(dǎo)體棒ab換成一個(gè)與ab棒電阻近似相等的由一根導(dǎo)線繞成的10匝線圈做同樣的實(shí)驗(yàn)”，改變了“切割磁感線的導(dǎo)體的長(zhǎng)度”，兩次實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體切割磁感線的速度不同，所以操作中存在的問題是：沒有控制導(dǎo)體切割磁感線的速度和切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度相同；
（2）感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)時(shí)；使導(dǎo)體切割磁感線的速度成倍增加，據(jù)此設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)表格如下：

導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度m/s	0.05	0.10	0.15	0.20
感應(yīng)電流/A

故答案為：（1）沒有控制導(dǎo)體切割磁感線的速度和切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度相同；（2）見上表．

點(diǎn)評(píng) （1）會(huì)用控制變量法研究感應(yīng)電流大小的影響因素．
（2）掌握感應(yīng)電流大小的影響因素．