题目内容
【题目】如图所示为一异形玻璃砖的横截面,异形玻璃砖由一等腰直角三棱镜ABC和与其材料相同,等厚的圆柱形玻璃砖组成的,等腰直角三棱镜的直角边长为R。宽度也为R的平行单色光垂直BC边射入异形玻璃砖。光线恰好不能从AC边射出,已知光在真空中的速度为c,求:
(i)光在直角三棱镜中传播的时间;
(ii)圆柱玻璃砖中有光线射出部分的弧长s。
【答案】(1)(2)
【解析】(i)由题意可知,光在AB变恰好发生全反射,有,解得
光在直角三棱镜中的传播速度为
由几何关系可知,光在直角三棱镜中传播的距离始终为R
所以光在直角三棱镜中传播的速度为
(ii)光线垂直射入圆柱玻璃砖内在AD边有可能发生全反射,设光在E点刚好全反射,如图所示
此时∠ABE=45°,所以有光线射出的弧长为
【题目】某光敏电阻阻值随光强变化的关系如下表所示:[“光强(E)”表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd)]
光强E/cd | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
光敏电阻R/Ω | 36 | 18 | 12 | 9 | 7.2 | 6 |
小明为此设计了一个路灯自动控制电路如图1所示,光敏电阻R、电阻箱R1和继电器组成了一个简单光控电路,继电器线圈的电阻为r=200 Ω。当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=8 V,内阻可以不计,图中的“电源”接入照明电压。
(1)为了达到日出灯熄,日落灯亮的效果,应该把路灯接______端(选填“AB”或“CD”)。
(2)如果要使外界光强达到3 cd时路灯自动熄灭,电阻箱R1接入电路的电阻值应为_______Ω。
(3)电路连接好后,小明用手挡住光敏电阻,发现电路不工作。为排查电路故障,他用多用电表测量各接点间的电压,则应将图2所示的选择开关旋至_______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)处。小明测得光敏电阻R两端的电压为0,电阻箱R1两端的电压为8 V。由此可知,该电路的故障为_________________________。
(4)小明排除故障后,电路能顺利工作了。只是发现路灯亮的有点早,为此,他应该将电阻箱R1的阻值适当调_____________(选填“大”或“小”)一点。