(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
(2)金属棒经过多长时间落到地面?
(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
(满分10分)如图所示,边长为L的正方形线框abcd的匝数为n,ad的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻也为R,现在让线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:
⑴若从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。
⑵线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量
(满分7分)如图所示,实线为简谐波在t时刻的波形图,虚线为波在(t+0.01)s时刻的波形图,若波速为100m/s.
(1)指出简谐波的传播方向
(2)x=1m处的质点在此0.01s内的位移多大?方向如何?
用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=_______mm,对准第4条时读数x2=_______mm
(2)根据以上数据计算波长_____nm.
由于实验室中矩形玻璃砖数量不够,部分同学须改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验,实验步骤如下:
a.如右图先在一张白纸上作出相互垂直的直线ab和a/b/ ,以ab和a/b/作为三棱镜的两个界面,并在直线ab上标出O点.
b.描出P3、P4的位置.
c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟a/b/对
齐,画出斜边bb/.
d.在长边a/b/的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调
整视线方向,直到P1的像完全被P2的像挡住.
e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的 像,P4挡住P1、P2的像及P3.
f.过O点作一垂直于ab的线段OA,在OA上垂直纸面插上两枚大头针P1、P2.
g.移去三棱镜和大头针,连接P3、P4交a/b/于点O/,作过O/与a/b/垂直的直线MN.
h.作出光路图,计算折射率n.
根据上面叙述回答下列问题:
①正确实验步骤顺序为 。
②请在图中画出准确完整的光路图。
③请根据图中所给数据,求出该玻璃的折射率n= 。
(2)某同学在做完测定玻璃折射率的实验后,突发奇想,他说受到实验中光路侧移的启示,设计了一个厚度检测仪,可以用来检测玻璃厚度是否均匀,原理大致是:如图所示,取一块厚度均匀的矩形玻璃砖摆放好,固定的一束激光AO以不变的入射角θ1照射到MN表面,折射后从PQ面射出,最后出射光线照射到光电管C上,光电管C可将光信号转变为电信号,如右图所示,依据激光束在C上移动的距离,可确定玻璃砖厚度的变化,若某次检测中发现光斑在C上左移了Δs,则此玻璃砖的厚度与原来相比变 (填“厚”或“薄”)。
如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,电阻为R,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则从线圈cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场的过程中正确的是( )
(A)感应电流所做的功为mgd
(B)感应电流所做的功为2mgd
(C)线圈的最小速度可能为
(D)线圈的最小速度一定为