(2003?北京)图1是一台发电机定子中的磁场分布图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,它与堵塞的柱面共轴.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场,磁感强度B=0.050T.
图2 是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M).矩形线圈abcd可绕过ab、cd边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴OO’旋转,在旋转过程中,线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中.已知ab边长l
1=25.0cm,ad边长l
2=10.0cm,线框共有N=8匝导线,旋转的角速度ω=250/s.将发电机的输出端接入图中的装置K后,装置K能使交流电变成直流电,而不改变其电压的大小.直流电的一个输出端与一可变电阻R相连,可变电阻的另一端P是直流电的正极,直流电的另一输出端Q是它的负极.
图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO
4稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为x、y.
Ⅰ、现把直流电的正负极与两铜片的引端相连,调节R,使CuSO
4溶液中产生I=0.21A的电流.假设发电机的内阻可忽略不计,两铜片间的电阻r是恒定的.
(1)求每匝线圈中的感应电动势的大小.
(2)求可变电阻R与A、B间电阻r之和.
Ⅱ、(1)当以I=0.21A的电流电解60分钟后,测得铜片A的质量增加了0.25g,则图3装置中的x端应与直流电的
负
负
极相连,它是电解池的
阴
阴
极.
(2)电解后铜片B的质量
减小
减小
.(答增加、减少或不变)
(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数N
A.(已知电子电量e=1.60×10
-19C)