(10分)如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.2米,在导轨的一端接有阻值为R=0.5欧的电阻,在0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T,一质量为m=0.1千克的金属杆垂直放置在导轨上,并以v0=2米/秒的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反,设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其它条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。
(10分)一列正弦横波在轴上传播,、是x轴上相距m的两质点,时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25Hz。
(1)设、在轴上的距离小于一个波长,试求出该波的波速。
(2)设、在轴上的距离大于一个波长,试求出该波的波速
(10分)如图所示为交流发电机示意图,匝数为匝的矩形线圈,边长分别为l0cm和20cm,内阻为5,在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动,线圈和外部20电阻R相接,求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)S闭合时,电流表示数;
(3)发电机正常工作时,通过电阻R的电流最大值是多少?R上所消耗的电功率是多少?
(4)线圈从图示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电量为多少?
(8分)如图一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率。MN是一条通过球心的直线,单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,AB与MN间距为cm,CD为出射光线。
①补全光路并求出光从B点传到C点的时间;
②求CD与MN所成的角。(需写出求解过程)
(8分)用双缝干涉测光的波长。实验装置如图(甲)所示,已知双缝与屏的距离L,双缝间距d。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l条和第6条亮纹的中心时,手轮上的读数如图14—4(丙)所示,则对准第1条时读数 mm、对准第6条时读数 mm。
(2)写出计算波长的表达式, (用、、、表示,不用计算)。
(3)在屏上观察到了干涉条纹. 如果将双缝的间距变小,则屏上的干涉条纹的间距将变 ;(选大或小)
(6分)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得摆线长为101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则:
(1)他测得的重力加速度g= m/s2。(计算结果取三位有效数字)
(2)他测得的g值偏小,可能原因是( )
A. 测摆线长时摆线拉得过紧。
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C. 开始计时,秒表时迟按下。
D. 实验中误将49将全振动计为50次。
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T。从而得出一组对应的L和T的数值,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率K。则重力加速度g= 。(用K表示)