Question

18．在如圖所示的實驗裝置中，線圈和光電門傳感器固定在水平光滑軌道上，強磁鐵和擋光片固定在運動的小車上．每當(dāng)小車在軌道上運動經(jīng)過光電門時，光電門就會記錄擋光片的擋光時間△t，同時觸發(fā)接在線圈兩端的電壓傳感器記錄在這段時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E．利用小車末端的彈簧將小車以不同的速度從軌道的最右端彈出，就能得到一系列的感應(yīng)電動勢E和擋光時間△t．在一次實驗中得到的數(shù)據(jù)如表：

次數(shù) 測量值	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）觀察和分析該實驗裝置可看出，在實驗中，每次測量的△t時間內(nèi)，磁鐵相對線圈運動的距離都相同（選填“相同”或“不同”），從而實現(xiàn)了控制通過線圈的磁通量的變化量不變．
（2）在得到上述表格中的數(shù)據(jù)之后，為了驗證E與△t成反比，他們想出兩種辦法處理數(shù)據(jù)：第一種是計算法：算出感應(yīng)電動勢E和擋光時間△t的乘積，若該數(shù)據(jù)基本相等，則驗證了E與△t成反比；第二種是作圖法：在直角坐標(biāo)系中作感應(yīng)電動勢E與擋光時間的倒數(shù)$\frac{1}{△t}$關(guān)系圖線，若圖線是基本過坐標(biāo)原點的傾斜直線，則也可驗證E與△t成反比．

Answer 1

分析 為了定量驗證感應(yīng)電動勢E與時間△t成反比，我們應(yīng)該控制磁通量的變化量△Φ不變．
為了研究兩個變量的關(guān)系我們有兩種辦法處理數(shù)據(jù)：第一種是計算法，第二種是作圖法，其中作圖法中應(yīng)該做出傾斜的直線更能準(zhǔn)確反映變量的關(guān)系．

解答 解：（1）為了定量驗證感應(yīng)電動勢E與時間△t成反比，我們應(yīng)該控制磁通量的變化量△Φ不變．
所以在實驗中，每次測量的△t時間內(nèi)，磁鐵相對線圈運動的距離都相同，從而實現(xiàn)了控制通過線圈的磁通量的變化量不變．
（2）在得到上述表格中的數(shù)據(jù)之后，為了驗證E與△t成反比，他們想出兩種辦法處理數(shù)據(jù)：第一種是計算法：算出感應(yīng)電動勢E和擋光時間△t的乘積，若該數(shù)據(jù)基本相等，則驗證了E與△t成反比．
第二種是作圖法：在直角坐標(biāo)系中作感應(yīng)電動勢E與擋光時間的倒數(shù)$\frac{1}{△t}$關(guān)系圖線，若圖線是基本過坐標(biāo)原點的傾斜直線，則也可驗證E與△t成反比．
故答案為：（1）相同，通過線圈的磁通量的變化量；
（2）感應(yīng)電動勢E和擋光時間△t的乘積；感應(yīng)電動勢E與擋光時間的倒數(shù)$\frac{1}{△t}$．

點評 該實驗是采用控制變量法研究的，要掌握研究變量關(guān)系時，對實驗數(shù)據(jù)處理的兩種方法，要求同學(xué)們能認(rèn)真分析實驗數(shù)據(jù)，明確要證明兩個物理量之間的關(guān)系時，最好畫出直線，曲線是不能說明物理量之間的關(guān)系的．