如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l="1" m,m="1" kg,R="0.3" Ω,r="0.2" Ω,s="1" m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动.
(2)求磁感应强度B的大小.
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-
x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移v-x变化所对应的各种可能的图线.
如图13-1-22所示,用某种透光物质制成的三棱镜ABC,在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像_____________,调整视线方向,直到P1的像,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3_____________,P4_____________.记下P3、P4的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D,量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n=_____________,并在图中画出正确完整的光路图.
图13-1-22
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.
实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图13-1-21).用P1、P2的连线表示入射光线.
图13-1-21
(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?
______________________________________________________________________________.
试在题图中标出P3、P4的位置.
(2)然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(3)写出θ1、θ2表示的折射率公式为n=______________________.
在《测定玻璃的折射率》的实验中,已画好玻璃砖界面的两直线aa′和bb′后,不慎误将玻璃砖向上平移,如图13-1-20中的虚线所示,若其他操作正确,则测得的折射率将_______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
图13-1-20
用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图13-1-19所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果.
图13-1-19
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_______________.
(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_______________,计算玻璃的折射率的公式是_______________.
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.
实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图13-1-26所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图).用P1、P2的连线表示入射光线.
图13-1-26
i.为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?
试在题图13-1-26中标出P3、P4的位置.
ii.然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
iii.写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=____________.