题目内容

14.某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用.他将一条形磁铁放在转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.

(1)在图象记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是先快慢不变,后来越来越慢.
(2)圆盘匀速转动时的周期是0.2s.
(3)该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈,当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测AC
A.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.

分析 (1)根据图象,找出圆盘转动周期如何变化,然后根据圆盘转动周期的变化判断圆盘转动快慢情况;
(2)根据图象求出圆盘匀速转动时的周期;
(3)利用楞次定律的“增反减同”来确定感应电流的方向,由图象可知磁感应强度的变化,从而得出感应磁场方向,再由安培定则来确定感应电流方向.由法拉第电磁感应定律可得出在磁通量变化率最大时,电流最强.

解答 解:(1)由图乙所示图象可知,圆盘转动的周期开始不变,做匀速圆周运动,后来周期变大,做变速圆周运动,因此圆盘转动时先快慢不变,后来转动地越来越慢;
(2)由图乙所示图象可知,圆盘匀速转动时的周期是0.2s;
(3)A、在t=0.1s时刻,线圈内磁场最强,磁通量最大,接着磁通量会变小,但磁场方向没变,所以导致产生感应电流的方向发生变化,故A正确;
B、在t=0.15s时刻,线圈内磁场为零,磁通量为零,接着磁通量会变大,由于磁场方向发生变化,所以产生感应电流的方向不会发生变化,故B错误;
C、在t=0.1s时刻,线圈内磁场最强,磁通量最大,此时磁通量变化率最大,产生的感应电流最大,故C正确;
D、在t=0.15s时刻,线圈内磁场最弱,磁通量最小,但磁通量变化率最小,线圈内产生的感应电流的大小达到了最小值,故D错误; 
故答案为:(1)先快慢不变,后来越来越慢;(2)0.2;(3)AC.

点评 利用图象解决问题是现在考试中常见的问题.对于图象问题,我们也从图象的斜率和截距结合它的物理意义去研究.
楞次定律可确定感应电流的方向,而法拉第电磁感应定律可确定感应电流的大小.

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