Question

某同學在實驗室里熟悉各種儀器的使用．他將一條形磁鐵放在轉盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉盤轉動，另將一磁感應強度傳感器固定在轉盤旁邊，當轉盤（及磁鐵）轉動時，引起磁感應強度測量值周期性地變化，該變化與轉盤轉動的周期一致．經過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖象．

（1）在圖象記錄的這段時間內，圓盤轉動的快慢情況是

 

．
（2）圓盤勻速轉動時的周期是

 

s．
（3）（多選題）該同學猜測磁感應強度傳感器內有一線圈，當測得磁感應強度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時．按照這種猜測

 

A．在t=0.1s 時刻，線圈內產生的感應電流的方向發生了變化
B．在t=0.15s 時刻，線圈內產生的感應電流的方向發生了變化
C．在t=0.1s 時刻，線圈內產生的感應電流的大小達到了最大值
D．在t=0.15s 時刻，線圈內產生的感應電流的大小達到了最大值．

Answer 1

分析：（1）根據圖象，找出圓盤轉動周期如何變化，然后根據圓盤轉動周期的變化判斷圓盤轉動快慢情況；
（2）根據圖象求出圓盤勻速轉動時的周期；
（3）利用楞次定律的“增反減同”來確定感應電流的方向，由圖象可知磁感應強度的變化，從而得出感應磁場方向，再由安培定則來確定感應電流方向．由法拉第電磁感應定律可得出在磁通量變化率最大時，電流最強．

解答：解：（1）由圖乙所示圖象可知，圓盤轉動的周期開始不變，做勻速圓周運動，后來周期變大，做變速圓周運動，因此圓盤轉動時先快慢不變，后來轉動地越來越慢；
（2）由圖乙所示圖象可知，圓盤勻速轉動時的周期是0.2s；
（3）A、在t=0.1s時刻，線圈內磁場最強，磁通量最大，接著磁通量會變小，但磁場方向沒變，所以導致產生感應電流的方向發生變化，故A正確；
B、在t=0.15s時刻，線圈內磁場為零，磁通量為零，接著磁通量會變大，由于磁場方向發生變化，所以產生感應電流的方向不會發生變化，故B錯誤；
C、在t=0.1s時刻，線圈內磁場最強，磁通量最大，此時磁通量變化率最小，產生的感應電流最小，故C錯誤；
D、在t=0.15s時刻，線圈內磁場最弱，磁通量最小，但磁通量變化率最大，線圈內產生的感應電流的大小達到了最大值，故D正確；  故AD正確．
故答案為：（1）先快慢不變，后來越來越慢；（2）0.2；（3）AD．

點評：利用圖象解決問題是現在考試中常見的問題．對于圖象問題，我們也從圖象的斜率和截距結合它的物理意義去研究．
楞次定律可確定感應電流的方向，而法拉第電磁感應定律可確定感應電流的大小．