由反射定律和几何关系得:
,
射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出。
16. 某波源O沿y轴负方向开始振动,产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,该波以大小
的传播速度先后到达M、N、P三点。某时刻平衡位置且向y轴负方向运动,再经过时间
,M、N两点沿x轴方向的距离
、P两点沿x轴方向的距离;
点从开始振动起到P点第一次到达波峰的过程中,M点运动的路程L。
解:从波源O沿y轴负方向开始振动和时刻N点第一次出现在波谷的过程中,波形如图中虚线所
时刻
点第一次出现在波谷,此时M点刚好位于,P点第一次到达波峰。已知波长满足,该波的振幅
。求:
示,
则有:根据
则该波的周期为:
,其中,1,2,
,可解得:
可知,s小于3个波长,则
时刻N点第一次出现在波谷,再经过时间,P点第一次到达波峰, 则有:解得:
;
点第一次到达波峰时,波形如图中实线所示,则从M点开始振动后波传播的距离为:
则M点运动的时间为:则M点运动的路程:
17. 如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R
的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止起向右运动,若杆出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻.求:
(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向; (2)金属杆做匀速运动时的速率;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热.
答案:(1)金属杆出磁场前的瞬间流过(2)金属杆做匀速运动时的速率是
的电流大小为,方向从M到P;——4分
; ——4分
(3)金属杆穿过整个磁场过程中上产生的电热是﹣. ——4分
18. 图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线图abcd可绕线
圈平面内垂直于磁感线的轴OO'转动,由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕
OO'转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈
在转动中就可以保持和外电阻R形成闭合电路。图2是线圈的z主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1, bc长度为L2,线圈以恒定角速度?逆时针转动。(只考虑单匝线圈)
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式; (2)线圈平面处于与中性面成?0夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;
(3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其它电阻均不计)
解答:⑴从0 时刻起经过t时间,线框转过角度???t, 线框的切割边线速度v??r,得ab边v1??r1,cd边v2??r2 切割速度为vcd??r2sin?,vab??r1sin?,
两条边切割时产生感应电动势:E1?Bl1r1?sin?t,E2?Bl1r2?sin?t,两边产生的感应电动势在闭合电路中环形同向,E?E1?E2,r1?r2?l2 所以:E=Bl1l2?sin?t ⑵道理同上问,只是有个初相位: ?=Bl1l2?sin(?t??0)
⑶线圈转动一周,此为正(余)弦交流电:?m=Bl1l2? ?有=2Bl1l2?闭合电路的有效电流2E有效?B2l12l22?R2?2I?R上的功率:p?IR T?转动一周电流在R上做功:W?
R总(R?r)2?
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