9.沈仔細同學在探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中,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)電流的大小與磁場的強弱有關(guān);
猜想二:感應(yīng)電流的大小與導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體長度有關(guān).
為驗證自己的猜想是否正確,他選用的器材有:導體棒一根,10匝線圈和20匝線圈各一個(導體棒電阻與多匝線圈電阻近似相等),磁場強度不同的蹄形磁鐵三塊,靈敏電流表一塊,長導線若干.請你幫他完成下列內(nèi)容:
(1)為了驗證猜想一,他做了如下實驗.

①首先用圖1所示的裝置做實驗,導體棒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)換一塊磁場強度更強的磁鐵,并將導體棒換成10匝線圈,線圈的一邊置于磁場中,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
請你說明他的操作中存在的問題;
(2)設(shè)計出探究“猜想二”的記錄數(shù)據(jù)表格.

分析 (1)感應(yīng)電流大小跟導體切割磁感線的長度、切割磁感線的速度、磁場的強弱有關(guān).對于此類多變量的探究實驗,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,由此進行分析.
(2)要探究感應(yīng)電流的大小與導體切割磁感線的速度有關(guān);要控制磁場的強弱和切割磁感線的導體長度不變,使導體切割磁感線的速度成倍增加,據(jù)此設(shè)計記錄數(shù)據(jù)表格.

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

導體的運動速度m/s0.050.100.150.20
感應(yīng)電流/A
故答案為:(1)沒有控制導體切割磁感線的速度和切割磁感線的導體長度相同;(2)見上表.

點評 (1)會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.

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