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(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段...

(10分)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。

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⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?

⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。

⑶若要使金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流恰好为零,各已知量之间应该满足什么关系?

 

(1)不发生改变(2)(3) 【解析】⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。 ⑵0—t0时间内,设回路中感应电动势大小为E0,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律: 根据闭合电路的欧姆定律: 由焦耳定律有: 解得: ⑶金属棒在圆弧区域下滑的过程中,由动能定理:    —0 在很短的时间内,根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动势为E,则:E1=E0 E1=B0Lv 所以: 本题考查法拉第电磁感应定律与电路的结合问题,根据磁感强度的变化图像先求出感应电动势和感应电流,由电功率公式求解
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(8分)一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.1s时刻,其波形图分别如图中的实线和虚线所示,求:

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(1) 该波的振幅和波长?

(2) 若这列波向右传播,波速是多少?

(3)当波速为140m/s时,波的传播方向?

 

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(8分)如图所示为玻璃制成的圆柱体,它的折射率为6ec8aac122bd4f6e,一细光线垂直圆柱体的轴线以i1=60°的入射角射入圆柱体。

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(1)求出光进入圆柱体的折射角大小

(2)作出光线穿过圆柱体并射出圆柱体的光路图。

(3)求出该光线从圆柱体中射出时,出射光线偏离原入射光线方向的角度。

 

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(8分)一列波沿x轴正方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形图如图所示,已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4 s,求:

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(1)这列波的波速是多少?

(2)再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰?

(3)这段时间里R通过的路程是多少?

 

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(8分)用双缝干涉测光的波长,已知双缝与屏的距离L=0.700m,双缝间距d=0.200mm。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。

6ec8aac122bd4f6e(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6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6条时读数x2= _____________mm

(2)写出计算波长λ的表达式,λ=________________(用x1、 x2 、L 、d表示,不用计算)。

(3)在屏上观察到了干涉条纹.如果将双缝到屏距离增大,则屏上的干涉条纹的间距将  _____(变大、不变或变小)

 

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如图,标有直角坐标系Oxy的白纸放在水平桌面上,半圆形玻璃砖放在白纸上,圆心在坐标的原点,直径与x轴重合,OA是画在白纸上的直线,  P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、 P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。

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 (1)他应该采取的措施是            

 (2)若他己透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定了P3位置的方法是                            

 (3)若他已正确地测得了的α、β的值,则玻璃的折射率n=              

 

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