Question

如圖所示是測量通電螺線管A內部磁感應強度B及其與電流I關系的實驗裝置。將截面積為S、匝數為N的小試測線圈P置于螺線管A中間，試測線圈平面與螺線管的軸線垂直，可認為穿過該試測線圈的磁場均勻。將試測線圈引線的兩端與沖擊電流計D相連。撥動雙刀雙擲換向開關K，改變通入螺線管的電流方向，而不改變電流大小，在P中產生的感應電流引起D的指針偏轉。

（1）將開關合到位置1，待螺線管A中的電流穩定后，再將K從位置1撥到位置2，測得D的最大偏轉距離為d_m，已知沖擊電流計的磁通靈敏度為D_φ， D_φ＝，式中為單匝試測線圈磁通量的變化量。則試測線圈所在處磁感應強度B＝            ；若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時間為Δt，則試測線圈P中產生的平均感應電動勢ε＝            。

（2）調節可變電阻R，多次改變電流并撥動K，得到A中電流I和磁感應強度B的數據，見右表。由此可得，螺線管A內部在感應強度B和電流I的關系為B＝                       。

實驗次數	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）為了減小實驗誤差，提高測量的準確性，可采取的措施有

（A）適當增加試測線圈的匝數N

（B）適當增大試測線圈的橫截面積S

（C）適當增大可變電阻R的阻值

（D）適當撥長撥動開關的時間Δt

Answer 1

（1），

（2）0.00125I（或kI）      

（3）AB

解析:

（1）改變電流方向，磁通量變化量為原來磁通量的兩倍，即2BS，代入公式計算得B=，由法拉第電磁感應定律可知電動勢的平均值ε＝。

（2）根據數據可得B與I成正比，比例常數約為0.00125，故B=kI（或0.00125I）。

（3）為了得到平均電動勢的準確值，時間要盡量小，由B的計算值可看出與N和S相關聯，故選擇A、B。