Question

18．（1）如图4所示是一演示实验的电路图．图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡．起初，开关处于闭合状态，电路是接通的．现将开关断开，则在开关断开的瞬间，a、b两点电势相比，φ_a＜φ_b（填“＞”或“＜”；这个实验是用来演示自感现象的；
（2）“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验，如图1所示．某同学改变磁铁释放时的高度，作出E-△t图象寻求规律，得到如图2所示的图线．由此他得出结论：磁通量变化的时间△t越短，感应电动势E越大，即E与△t成反比．若对实验数据的处理可以采用不同的方法．
①如果横坐标取$\frac{1}{△t}$，就可获得如图3所示的图线；
②若在①基础上仅增加线圈的匝数，则实验图线的斜率将增大（填“不变”“增大”或“减小”）

Answer 1

分析 线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大，断开时产生一自感电动势相当于电源，与A组成闭合回路，L的右端电势高；
根据法拉第电磁感应定律，结合图象的含义，即可分析答题．

解答 解：（1）在S前，自感线圈L中有向右的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零．原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向右的电流会立即消失．但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由b到a，因此b点电势高于a点，因灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭，将这称为自感现象．
（2）①由法拉第电磁感应定律：E=n$\frac{△∅}{△t}$可知，E与$\frac{1}{△t}$成正比，如果纵坐标是$\frac{1}{△t}$，则图示是一条直线；
②由法拉第电磁感应定律：E=n$\frac{△∅}{△t}$可知，线圈匝数n越大，感应电动势越大，图象斜率越大；
故答案为：（1）＜；自感；
（2）①$\frac{1}{△t}$；②增大．

点评 做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配，结合线圈特点分析新组成的闭合回路的电流流向．
并能应用图象法处理实验数据是常用的方法，图象是直线的情况图象最简单．