(8分)水平轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8的电阻,轨道间距L=1.0m,轨道很长,轨道电阻不计。轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为10cm,磁感应强度大小均为B=1.0T,每段无磁场的区域宽度均为20cm,导体棒ab本身电阻r=1.0,导体棒与导轨接触良好。现使导体棒ab以=1.0m/s的速度始终向右匀速运动。求:
(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域开始计时,设导体棒中电流方向从b流向a为正方向,通过计算后请画出电流随时间变化的i-t图像;
(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流,求出流过导体棒ab的电流有效值。(结果保留2位有效数字)
(6分)现在用“测定玻璃的折射率”实验中的仪器来测定光在玻璃中的传播速度。实验中可提供的器材有:矩形玻璃砖、四枚大头针、木板、白纸、复写纸、图钉、刻度尺、游标卡尺、圆规。请完成以下填空和作图:
(1)从上述器材中选出实验所需的器材: 。
(2)作出相应的光路图。
(3)若已知真空中的光速为c,测得玻璃的折射率为n,则光在玻璃中的传播速率=_______。
(4分)利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时,把小球举高到绳子的悬点O处,然后放手让小球自由下落。由此图线所提供的信息,以下判断正确的是 。
A. t2时刻小球速度最大
B. t1~t2期间小球速度先增大后减小
C. t3时刻小球动能最小
D. t1与t4时刻小球动量一定相同
(16分)如图所示,一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd,从某一高度h m处开始竖直向下自由下落,其下边进入只有水平上边界的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T。线框进入磁场时,线框平面保持与磁场垂直,线框底边保持水平。已知正方形线框abcd的质量m=0.1kg,电阻R=0.02,自下边ab进入磁场直到上边cd也进入磁场时为止,整个线框恰好能够保持做匀速直线运动。若g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)线框下落的高度h;
(2)线框在上述进入磁场的过程中感应电流产生的焦耳热Q。
(12分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t1=0时刻的波形图如左图所示。已知:在t2=0.6s的时刻,A点刚好第三次出现波峰。
(1)求此波的波源振动周期T;
(2)从t1到t2这段时间内,这列波向前传播的距离s;
(3)请在右图中补画t2时刻的波形图
(8分)如图所示,有一个玻璃三棱镜ABC,其顶角A为30°。一束光线沿垂直于AB面的方向射入棱镜后又由AC面射出,并进入空气。测得该射出光线与入射光线的延长线之间的夹角为30°,求此棱镜的折射率n。