(1)某同学发现上述器材中没有电压表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表,其量程为 0~3 V,并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路),其中合理的是______(选填"a"或"b")电路;此时R0的阻值应取______Ω。
(2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1-I2图象(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
四、解答题
16.两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为m=1.2kg,长L=1m。当导电棒中通入I1=3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流强度增大为I2=5A时,导电棒可获得a=2m/s2的加速度,求:
(1)画出导电棒ab的受力示意图。
(2)装置所在处的磁感强度B的大小。
17.某个水电站发电机的输出功率为100KW,发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为2Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5KW(即用户得到的功率为95KW)。请你设计两个变压器的匝数比。为此,请你:
(1)画出远距离输送电能的线路示意图。
(2)降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?
(3)输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?
(4)两变压器的匝数比各应等于多少?
18.如图所示,两根半径为r=0.5m的圆弧轨道,间距为L=1m,其顶端a、b与圆心处等高,轨道光滑且电阻不计,在其上端连有一阻值为R=2Ω的电阻,整个装置处于辐向磁场中,圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B=1T.将一根长度稍大于L,质量为m=1kg、电阻为R0=1Ω的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的cd位置(金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ=60°)时,金属棒的速度达到最大;当金属棒到达轨道底端ef时,对轨道的压力为1.5mg。求:
(1)当金属棒的速度最大时,流经电阻R的电流大小和方向;
(2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R的电量;
(3)金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R上产生的热量。(g=10m/s2)
19.如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场,在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当入射速度方向沿x轴方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力,求: