(注:滑动变阻器接成分压式也正确)
②比例法(1分)(2 分)(2分)③rA=R(1分)偏小(2分)
三、解答题(本题共5小题,共54分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15(8分)解:⑴连接BC,如图 (1分)
在B点光线的入射角、折射角分别
标为i、r,
sini=5/10=/2, 所以,
i=45°(1分)
由折射率定律:
在B点有:
sin r=1/2
故:r=30° (1分)
BC=2Rcos
r
t= BCn/C=2Rncos r/C(1分)
t=(/3) ×10-9s
(1分)
⑵由几何关系可知 (1分) α=30°(2分)
16 解:设虚线范围的宽度为,以带电粒子为研究对象,根据牛顿第二定律得
1分
由几何关系可得
1分
虚线区域加电场时,粒子做类平抛运动
1分
2分
由几何关系可得
1分
联立以上各式可得 2分
17(10分)解:(1) 依题意输电电线上的功率损失为:
P损= kW =200 kW (1分)
则输电效率 η = =60%. (2分)
∵P损=I2R线, 又∵P=IU, ∴R线==28.8Ω. (2分)
(2)设升压至U′ 可满足要求,则输送电流I′=A. (2分)
输电线上损失功率为 P损′=2R线=P×2.5%=12500 W (1分)
则有
()2×R线=12500 W, 得 U′= 2.4×104V.(2分)
18(12分)解:⑴由动能定理可知此带电粒子穿过铅板前的动能,(1分)
根据,得,(2分)
又由几何知识可得(如图)
即,
故 (2分)
由于洛伦兹力不做功,带电粒子穿过铅板后的动能, (1分)
因此粒子穿过铅板后动能的损失为 (1分)
(2)从D到C只有电场力对粒子做功,电场力做功与路径无关,根据动能定理,有
, (3分)
解得 (2分)
19.(16分)解:(1)根据, ,
解得: (3分)
(2)ab边刚要进入磁场时的速度 (1分)
设cd边刚要入场时的速度为,产生感应电动势
安培力
由题得知: 解得 (3分)
线框只在进入的过程中有感应电流产生,根据能量守恒定律有:
解得
(2分)
(3)线框自由下落h的时间(线框匀加速运动) (1分)
设线框进入磁场的时间为,由动量定理有:
解得(线框变加速运动) (3分)
完全进入磁场后到落地时间为,
解得 (线框匀加速运动) (1分)
图象为下:(2分)
金属线框abcd的质量m = 0.1kg、ab边长L = 0.1m,bc边长x=0.2m,总电阻R = 0.02Ω,线框的ab边距离EF上方h = 0.05m处由静止开始自由下落,abcd始终在竖直平面内且ab保持水平。已知在cd边进入磁场区之前线框已开始做匀速运动,求线框从开始运动到ab边刚要落地的过程中(不计空气阻力,g取10m/s2)
⑴通过线框截面的电量q;
⑵线框产生的焦耳热Q;
⑶通过计算画出线框运动的v-t 图象(在图像上标出关键的几个数值)。