Question

9．沈仔细同学在探究“感应电流产生的条件”实验中，发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题，并做出以下猜想：
猜想一：感应电流的大小与磁场的强弱有关；
猜想二：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关；
猜想三：感应电流的大小与切割磁感线的导体长度有关．
为验证自己的猜想是否正确，他选用的器材有：导体棒一根，10匝线圈和20匝线圈各一个（导体棒电阻与多匝线圈电阻近似相等），磁场强度不同的蹄形磁铁三块，灵敏电流表一块，长导线若干．请你帮他完成下列内容：
（1）为了验证猜想一，他做了如下实验．

①首先用图1所示的装置做实验，导体棒ab以速度v₁切割磁感线，观察并记录电流表指针偏转的格数n₁．
②调换一块磁场强度更强的磁铁，并将导体棒换成10匝线圈，线圈的一边置于磁场中，如图2所示，并以速度v₂（v₂＞v₁）切割磁感线，观察并记录电流表指针偏转的格数n₂．
请你说明他的操作中存在的问题；
（2）设计出探究“猜想二”的记录数据表格．

Answer 1

分析 （1）感应电流大小跟导体切割磁感线的长度、切割磁感线的速度、磁场的强弱有关．对于此类多变量的探究实验，必须使用控制变量法，即：使被研究的变量不同，而控制其他变量保持一致，将多变量问题转化为单变量问题，由此进行分析．
（2）要探究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关；要控制磁场的强弱和切割磁感线的导体长度不变，使导体切割磁感线的速度成倍增加，据此设计记录数据表格．

解答 解：
（1）感应电流的大小与磁场的强弱有关，应使切割磁感线的导体长度和导体切割磁感线的速度相同，改变磁场的强弱；
由题意知：“将导体棒ab换成一个与ab棒电阻近似相等的由一根导线绕成的10匝线圈做同样的实验”，改变了“切割磁感线的导体的长度”，两次实验导体切割磁感线的速度不同，所以操作中存在的问题是：没有控制导体切割磁感线的速度和切割磁感线的导体长度相同；
（2）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关时；使导体切割磁感线的速度成倍增加，据此设计记录数据表格如下：

导体的运动速度m/s	0.05	0.10	0.15	0.20
感应电流/A

故答案为：（1）没有控制导体切割磁感线的速度和切割磁感线的导体长度相同；（2）见上表．

点评 （1）会用控制变量法研究感应电流大小的影响因素．
（2）掌握感应电流大小的影响因素．