在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,则接入电路的金属丝长度为______cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图乙所示,则金属丝的直径为______mm。
(2)在接下来实验中发现电流表量程太小,需要通过测量电流表的满偏电流和内阻来扩大电流表量程。他设计了一个用标准电流表G1(量程为0~30μA)来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
①实验步骤如下:
A.分别将R1和R2的阻值调至最大。
B.合上开关S1。
C.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数I1如图甲所示,则I1=______μA。
D.合上开关S2。
E.反复调节R1和R2的阻值,使G2的指针偏转到满刻度的一半,G1的示数仍为I1,此时电阻箱R2的示数r如图乙所示,则r=______Ω。
②若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=______。(用I、I1、r表示)
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图,由于磁芯的作用,霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场,测量原理如乙图所示,直导线通有垂直纸面向里的电流,霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱,通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路,所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电,电流从乙图中霍尔元件右侧流入,左侧流出,霍尔元件______(填“前表面”或“后表面”)电势高;
(2)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为e,霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B,根据乙图中所给的器材和电路,还必须测量的物理量有______(写出具体的物理量名称及其符号),计算式B=______。
如图所示,纸面为竖直面,MN为竖直线段,MN之间的距离为h,空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场,其大小和方向未知,图中未画出,一带正电的小球从M点在纸面内以v0=的速度水平向左开始运动,以后恰好以大小v=v0的速度通过N点。已知重力加速度g,不计空气阻力。则下列正确的是( )
A.小球从M到N的过程经历的时间t= B.从M到N的运动过程中速度大小一直增大
C.从M点到N点的过程中小球的机械能先减小后增大 D.可以求出电场强度的大小
如图所示,用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平,导线框通有逆时针方向的电流(从右侧观察).在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ.原PQ中无电流,现通以水平向右的电流,在短时间内( )
A.从上往下观察导线框顺时针转动
B.从上往下观察导线框向右平移
C.细绳受力会变得比导线框重力大
D.导线框中心的磁感应强度变大
纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线。虚线范围内有垂直纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C。为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是( )
A.向右加速运动 B.向右减速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L(可看作纯电阻)都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是( )
A.电动机的额定电压为IR B.电动机的输出功率为IE-I2(R0+R+r)
C.电源的输出功率为IE-I2r D.整个电路的热功率为I2(R0+R)