Question

18．在如图所示的实验装置中，线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上．每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门就会记录挡光片的挡光时间△t，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录在这段时间内线圈中产生的感应电动势E．利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t．在一次实验中得到的数据如表：

次数 测量值	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）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同（选填“相同”或“不同”），从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出感应电动势E和挡光时间△t的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间的倒数$\frac{1}{△t}$关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比．

Answer 1

分析 为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，我们应该控制磁通量的变化量△Φ不变．
为了研究两个变量的关系我们有两种办法处理数据：第一种是计算法，第二种是作图法，其中作图法中应该做出倾斜的直线更能准确反映变量的关系．

解答 解：（1）为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，我们应该控制磁通量的变化量△Φ不变．
所以在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变．
（2）在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出感应电动势E和挡光时间△t的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比．
第二种是作图法：在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间的倒数$\frac{1}{△t}$关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比．
故答案为：（1）相同，通过线圈的磁通量的变化量；
（2）感应电动势E和挡光时间△t的乘积；感应电动势E与挡光时间的倒数$\frac{1}{△t}$．

点评 该实验是采用控制变量法研究的，要掌握研究变量关系时，对实验数据处理的两种方法，要求同学们能认真分析实验数据，明确要证明两个物理量之间的关系时，最好画出直线，曲线是不能说明物理量之间的关系的．