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(03全国卷)(20分)曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图9为其结构示意图。图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与ab边平行,它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图2所示。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动。设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35 cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm以(见图10)。现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使
发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)
有一根细长而均匀的金属管线样品,长约为60 cm,电阻大约为6 Ω.横截面如下图所示.
①用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如下图所示,金属管线的外径为________mm;
②现有如下器材
A.电流表(量程0.6 A,内阻约0.1 Ω)
B.电流表(量程3 A,内阻约0.03 Ω)
C.电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ)
D.滑动变阻器(1750 Ω,0.3 A)
E.滑动变阻器(15 Ω,3 A)
F.蓄电池(6 V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选________,滑动变阻器应选________.(只填代号字母).
③请将下图所示的实际测量电路补充完整.
④已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是________.计算中空部分截面积的表达式为S=________.
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