Question

2．如圖1所示是探究法拉第電磁感應(yīng)定律的實驗裝置，在傳送帶上固定一條形磁鐵，讓傳送帶勻速運動．
實驗器材：可成倍數(shù)控制速度的同步電動機(jī)；同步帶（上表面固定一強(qiáng)磁鐵）；線圈（連接到微電壓傳感器上）；處理數(shù)據(jù)的計算機(jī)（已連接傳感器）等．
實驗方案：用同一個線圈進(jìn)行實驗（即匝數(shù)n一定、線圈面積一定），使同步電動機(jī)的速度成倍數(shù)變化；記錄下每次磁鐵穿過線圈時傳感器所采集的數(shù)據(jù)．并將數(shù)據(jù)傳送至計算機(jī)進(jìn)行圖象化處理．

（1）使同步電動機(jī)的速度成倍數(shù)變化，目的是成倍數(shù)的改變B
A．磁通量的變化量△Φ
B．磁鐵穿過線圈的時間△t
（2）若傳送帶以速度v勻速運動時，計算機(jī)上顯示的電壓波形為圖A，則計算機(jī)上顯示的電壓波形為B圖時，傳送帶的速度為2v；計算機(jī)上顯示的電壓波形為C圖時，傳送帶的速度為4v
（3）本實驗直接得到的結(jié)論是：感應(yīng)電動勢E的大小跟磁鐵穿過線圈的時間△t成反比．考慮到線圈的匝數(shù)、線圈面積以及磁鐵的磁性不變，由此得到更一般的結(jié)論是穿過線圈的磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．

Answer 1

分析 （1）傳送帶的速度越大，則磁鐵穿過線圈的時間越短，由此分析；
（2）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律分析即可；
（3）根據(jù)前面的分析得出結(jié)論即可．

解答 解：（1）在該實驗中，線圈的面積不變，在磁鐵穿過線圈的過程中，穿過線圈的最大磁通量不變，所以使同步電動機(jī)的速度成倍數(shù)變化，目的是成倍數(shù)的改變磁鐵穿過線圈的時間△t．所以選項A錯誤，B正確；
（2）若傳送帶以速度v勻速運動時，計算機(jī)上顯示的電壓波形為圖A中的最大值是0.5V，在計算機(jī)上顯示的電壓波形為B圖中，感應(yīng)電動勢的最大值是1.0V，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁鐵穿過線圈時磁通量的最大變化率是原來的2倍，所以傳送帶的速度為開始時的2倍，即2v；在計算機(jī)上顯示的電壓波形為C圖中，最大感應(yīng)電動勢為2.0V，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，傳送帶的速度為初速度的4倍，為4v；
（3）本實驗直接得到的結(jié)論是：感應(yīng)電動勢E的大小跟磁鐵穿過線圈的時間△t 成反比．考慮到線圈的匝數(shù)、線圈面積以及磁鐵的磁性不變，△t越小，則磁通量的變化越快，所以由此得到的結(jié)論為：穿過線圈的磁通量變化越快，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．
故答案為：（1）B；（2）2v，4v；（3）成反比；穿過線圈的磁通量變化越快，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．

點評 該題考查對法拉第電磁感應(yīng)定律的研究，屬于設(shè)計性的實驗，解答的關(guān)鍵是理解實驗的目的和實驗的原理，能結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律分析解答問題．