Question

如圖所示是測(cè)量通電螺線管A內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B及其與電流I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．將截面積為S、匝數(shù)為N的小試測(cè)線圈P置于螺線管A中間，試測(cè)線圈平面與螺線管的軸線垂直，可認(rèn)為穿過該試測(cè)線圈的磁場(chǎng)均勻．將試測(cè)線圈引線的兩端與沖擊電流計(jì)D相連．撥動(dòng)雙刀雙擲換向開關(guān)K，改變通入螺線管的電流方向，而不改變電流大小，在P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起D的指針偏轉(zhuǎn)．
（1）將開關(guān)合到位置1，待螺線管A中的電流穩(wěn)定后，再將K從位置1撥到位置2，測(cè)得D的最大偏轉(zhuǎn)距離為d_m，已知沖擊電流計(jì)的磁通靈敏度為D_φ，D_φ=

dm

N△?

，式中△?為單匝試測(cè)線圈磁通量的變化量．則試測(cè)線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

 

；若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時(shí)間為△t，則試測(cè)線圈P中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=

 

．
（2）調(diào)節(jié)可變電阻R，多次改變電流并撥動(dòng)K，得到A中電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)據(jù)，見右表．由此可得，螺線管A內(nèi)部在感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I的關(guān)系為B=

 

．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	I（A）	B（×10-3T）
1	0.5	0.62
2	1.0	1.25
3	1.5	1.88
4	2.0	2.51
5	2.5	3.12

（3）（多選題）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，可采取的措施有
（A）適當(dāng)增加試測(cè)線圈的匝數(shù)N
（B）適當(dāng)增大試測(cè)線圈的橫截面積S
（C）適當(dāng)增大可變電阻R的阻值
（D）適當(dāng)撥長(zhǎng)撥動(dòng)開關(guān)的時(shí)間△t．

Answer 1

分析：（1）開關(guān)K從位置1撥到位置2時(shí)，所形成的磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，注意根據(jù)磁通量的定義式和法拉第電磁感應(yīng)定律求解即可．
（2）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)可知，螺線管A內(nèi)部的感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I成正比例關(guān)系．
（3）根據(jù)題意增大回路中的感應(yīng)電流即能增大測(cè)量的準(zhǔn)確性．

解答：解：（1）設(shè)試測(cè)線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則K從位置1撥到位置2磁通量的變化量大小為：△Φ=2Bs結(jié)合D_φ=

dm

N△?

解得：B=

dm

2ND?S

；
線圈中電動(dòng)勢(shì)為：E=n

△?

△t

 
所以解得：E=

dm

D?△t

．
故答案為：

dm

2ND?S

，

dm

D?△t

．
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，螺線管A內(nèi)部的感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I的關(guān)系成正比即B=KI，由表中數(shù)據(jù)求得K=0.00125，．
故答案為：0.00125I（或kI）．
（3）根據(jù)公式E=n

△?

△t

，可知增大線圈匝數(shù)和磁通量的變化率即可增大測(cè)量的準(zhǔn)確性，由于該題中磁通量的變化由磁場(chǎng)引起，因此增大面積也可增大磁通量的變化率，故AB正確，CD錯(cuò)誤．
故選AB．

點(diǎn)評(píng)：本題考查巧妙，新穎，通過實(shí)驗(yàn)考查了對(duì)法拉第電磁感應(yīng)的理解和應(yīng)用，在平時(shí)訓(xùn)練中要通過各種角度、途徑來理解基本規(guī)律．