接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E与时间t的关系如图3所示,图线是过原点的直线.求:
(1)t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小; (2)1~2s时间内回路中流过的电量q的大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F(单位:N)与横坐标x(单位:m)的关系式.
考点:导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律. 专题:电磁感应与电路结合.
分析:(1)由E﹣t图象读出t=2s时的感应电动势,由欧姆定律求解流过导体棒的电流强度I2的大小.
(2)根据感应电流图象的面积表示电量,用电流的平均值求出电量.
(3)由E=BLv分析金属棒的运动情况,由运动学公式得到加速度,运用牛顿第二定律求解F的表达式.
解答: 解:(1)根据E﹣t图象中的图线是过原点的直线特点,可得到t=2s时金属棒产生的感应电动势为:E=4V 由欧姆定律得: I2==
A=8A
(2)由于回路中的电流与E成正比,则知电流I﹣t图象中的图线也是过原点的直线,则有:t=1s时,I1=4A
可有:1~2s时间内回路中流过的电量 q=△t=
=
1C=6C
(3)因θ=45°,可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度 L=x 再根据B﹣x图象中的图线是双曲线特点有: E=BLv=(Bx)v, 由图2可知,Bx=1(T?m).
由图1知:E与时间成正比,有 E=2t(V) 由以上三式得:v=2t(m/s)
可知导体棒的运动是匀加速直线运动,加速度 a=2m/s, 又有:F安=BIL=BIx=(Bx)I,且I也与时间成正比 再根据牛顿第二定律有:F﹣F安=ma 又 x=
)N
2
联立解得:F=(4+4
答:(1)t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小为8A; (2)1~2s时间内回路中流过的电量q的大小为6C;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F与横坐标x的关系式为F=(4+4
)N.
点评:本题的关键首先要正确理解两个图象的数学意义,运用数学知识写出电流与时间的关系,要掌握牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律,安培力公式、感应电动势公式.
【物理--选修3-4】
13.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2Hz,现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间,某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了共振现象,则( )
A.由P振源产生的波先到达弹簧处 B.两列波可能形成干涉
C.由Q振源产生的波的波速较接近4 m/s D.绳上会出现振动位移大小为2A的点
考点:产生共振的条件及其应用;波长、频率和波速的关系;波的干涉和衍射现象. 分析:由两个波的波形及传播方向根据“上下坡”法判断哪列波的波源起振方向向上,即为第一次到达弹簧振子所在位置的波,
由小球第二次则产生了较强烈的振动知小球与波上的质点达到了共振,即波上质点的振动频率为2Hz.
解答: 解:A、由“上下坡”法知P振源起振方向向上,Q振源起振方向向下,故先到达振动系统是P波,故A正确;
B、s=vt,由于两列波的波速相等,先到达振动系统是P波,故振源P离振动系统较近,故B错误;
C、Q晚到达弹簧振子所在位置,且小球产生了较强烈的振动,即共振,故Q的振动频率接近2Hz,则周期接近0.5s,波速
,故C正确;
D、由于两列波的频率不同,不会产生稳定干涉现象,根据波的叠加原理,两列波相遇时,有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点,故D正确. 故选:ACD.
点评:本题考查了波的传播、干涉与共振的综合问题,第二次则产生了较强烈的振动知小球与波上的质点达到了共振是突破口.
14.如图所示,为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,BC为半径R=12cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=
,n2=
.
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;②求两个亮斑间的距离.
考点:光的折射定律. 专题:光的折射专题.
分析:①由全反射临界角公式sinC=可求出红光与紫光的临界角,则可判断是否能发生全反射,则可得出两光点的性质;
②由折射定律求出折射角,由几何知识可求得两光斑的距离.
解答: 解:①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2, sinC1=
=
,C1=60°
同理C2=45°,i=45°=C2<C1所以紫光在AB成发生全反射,而红光在AB面一部分折射,一部分反射;
且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以在AM处产生的亮斑P1为红色,在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色, ②画出如图光路图,
设折射角为r,两个光斑分别为P1、P2,根据折射定律得: n1=
×
=
解得:sinr=n1sini=由几何知识可得:tanr=解得:AP1=6
cm
由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形,解得AP2=12cm 所以P1P2=6(答:
①在AM处产生的亮斑P1为红色,在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色; ②两个亮斑间的距离为6(
)cm.
)cm.
点评:本题首先要能正确作出光路图,掌握全反射的条件,并能正确应用几何关系和折射定律结合进行解题.
【物理——选修3-5】(15分) 15.如图R为一含有
U的放射源,它能放出α、β、γ三种射线变为
Rn.LL′为一
张厚报纸;MN为一光屏,虚线框内存在着匀强磁场.在屏上只有O、P两个亮点.则打在P点

