(2003?北京)圖1是一臺發(fā)電機(jī)定子中的磁場分布圖,其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極它們的表面呈半圓柱面形狀.M是圓柱形鐵芯,它與堵塞的柱面共軸.磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場,磁感強(qiáng)度B=0.050T.
圖2 是該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖(虛線表示定子的鐵芯M).矩形線圈abcd可繞過ab、cd邊的中點(diǎn)并與圖1中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸OO’旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過程中,線框的ab、cd邊始終處在圖1所示的縫隙內(nèi)的磁場中.已知ab邊長l
1=25.0cm,ad邊長l
2=10.0cm,線框共有N=8匝導(dǎo)線,旋轉(zhuǎn)的角速度ω=250/s.將發(fā)電機(jī)的輸出端接入圖中的裝置K后,裝置K能使交流電變成直流電,而不改變其電壓的大小.直流電的一個輸出端與一可變電阻R相連,可變電阻的另一端P是直流電的正極,直流電的另一輸出端Q是它的負(fù)極.
圖3是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖,其中A、B是兩塊純銅片,插在CuSO
4稀溶液中,銅片與引出導(dǎo)線相連,引出端分別為x、y.
Ⅰ、現(xiàn)把直流電的正負(fù)極與兩銅片的引端相連,調(diào)節(jié)R,使CuSO
4溶液中產(chǎn)生I=0.21A的電流.假設(shè)發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻可忽略不計(jì),兩銅片間的電阻r是恒定的.
(1)求每匝線圈中的感應(yīng)電動勢的大小.
(2)求可變電阻R與A、B間電阻r之和.
Ⅱ、(1)當(dāng)以I=0.21A的電流電解60分鐘后,測得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g,則圖3裝置中的x端應(yīng)與直流電的
負(fù)
負(fù)
極相連,它是電解池的
陰
陰
極.
(2)電解后銅片B的質(zhì)量
減小
減小
.(答增加、減少或不變)
(3)列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)測得的阿伏加德羅常數(shù)N
A.(已知電子電量e=1.60×10
-19C)