AB两地间铺有通讯电缆,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成,通常称为双线电缆。电缆长为L,每一条电缆的电阻为R.某次事故中不小心损坏了电缆,电缆的损坏有两种可能情况:绝缘层轻微受损,导致两导线间漏电,简称漏电故障(相当于在该处的两导线间接有一个电阻);绝缘层严重破坏,导致两导线直接短路,称之为短路故障。设导线间只有一处绝缘层破损。为判断破损处是哪种情况,在AB两端均处开路的前提下做了以下工作:
(1)在A地两端间接一恒压电源U,在B地两端间接理想电压表,测出电压表示数为UB ,在B地两端间接同一电源,在A地两端间接理想电压表,测出电压表示数为UA .若UA = UB =0,是什么故障类型?若UA ≠0,UB ≠0,是什么故障类型?
(2)在A地两端间接欧姆表测出电阻为RA,在B地两端间接欧姆表测出电阻为RB。
若RA+RB ="2R" ,请判断故障类型,并求出故障处与A、B端的距离之比。
若RA+RB >2R ,请判断故障类型,并求出故障处与A、B端的距离之比。
(10分)如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,已知∠A=60°,∠C=90°;一束极细的光于AC边的中点垂直AC面入射,AC=2a,棱镜的折射率为n=,求:
①光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角;
②光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c)。
(19分)如图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点2d(AG⊥AC)。不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内,求:
⑴此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
⑵离子从D处运动到G处所需时间;
⑶离子到达G处时的动能。
(13分)一个质量为m=1kg的木箱在水平地面上沿直线向右运动,到达A处时木箱开始受到大小恒为F=4N的水平向左的拉力作用,此后木箱继续沿同一直线运动,经过t=2s到达B处,木箱在B处的速度与在A处的速度大小相等。已知木箱与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,求木箱在这2s内的位移。
如图所示,在x-y-z三维坐标系的空间,在x轴上距离坐标原点x0=0.1m处,垂直于x轴放置一足够大的感光片。现有一带正电的微粒,所带电荷量q=1.6×10-16C,质量m=3.2×10-22kg,以初速度v0=1.0×104m/s从O点沿x轴正方向射入。不计微粒所受重力。
(1)若在x≥0空间加一沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小E=1.0×104V/m,求带电微粒打在感光片上的点到x轴的距离;
(2)若在该空间去掉电场,改加一沿y轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1T,求带电微粒从O点运动到感光片的时间;
(3)若在该空间同时加沿y轴正方向的匀强电场和匀强磁场,电场强度、磁场强度大小仍然分别是E=1.0×104V/m和B=0.1T,求带电微粒打在感光片上的位置坐标x、y、z分别为多少。
一艘客轮因故障需迅速组织乘客撤离。乘客在甲板上须利用固定的绳索下滑到救援快艇上。绳索与竖直方向的夹角θ=37°,设乘客下滑过程绳索始终保持直线。为保证行动又快又安全,乘客先从静止开始匀加速滑到某最大速度,再匀减速滑至快艇,速度刚好为零,加速过程与减速过程中的加速度大小相等。在乘客开始下滑时,船员同时以水平速度向快艇抛出救生圈刚好落到救援快艇上(快艇可视为质点),如图所示。并知乘客下滑的时间是救生圈平抛下落的2倍,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin37°= 0.6,cos37°=0.8,求:
(1)乘客沿着绳索下滑的时间t;
(2)乘客下滑过程的最大速度vm。