题目内容

如图6（a）所示，临界角C为450的液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上，当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度ω做逆时针匀速转动时，观察者发现水面上有一光斑掠过，则观察者们观察到的光斑在水面上掠过的最大速度为多少？
 

设平面镜转过θ角时，光线反射到水面上的P点，光斑速度为V，由图6（b）可知： 且 ，而故液体的临界角为C，当2θ=C=450时，V达到最大速度Vmax, 即
练习册系列答案
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（2006?北京）如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图2所示．将一个质量m=2.0×10-27kg，电量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求
（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；
（2）若A板电势变化周期T=1.0×10-5s，在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子达到A板时动量的大小；
（3）A板电势变化频率多大时，在t=
T
4
到t=
T
2
时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板．
精英家教网某种小发电机的内部结构平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆柱面形状，它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场，磁感应强度B=0.5T．磁极间的缺口很小，可忽略．如图2所示，单匝矩形导线框abcd绕在铁芯上构成转子，ab=cd=0.4m，bc=0.2m．铁芯的轴线OO′在线框所在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动．将线框的两个端点M、N接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连．现使转子以ω=200π rad/s角速度匀速转动．在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t=0．（取π=3）
（1）求t=
1400
s时刻线框产生的感应电动势；
（2）在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点电势差UPQ随时间变化的关系图线（要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期）；
（3）如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y，两板间距d=0.17m．将电压UPQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连．将一个质量m=2.4×10-12kg，电量q=+1.7×10-10C的带电粒子，在t0=6.00×10-3s时刻，从紧临X板处无初速释放．求粒子从X板运动到Y板经历的时间．（不计粒子重力）
（1）某同学用时间传感器代替了秒表做“用单摆测定重力加速度”的实验，他的设计如图所示：长为L的摆线一端固定在铁架台上，另一端连接一质量为m、半径为r的小球，在摆线上紧临小球套有一小段轻细挡光管，当单摆摆动到平衡位置时，挡光管能挡住从光源A正对光敏电阻R1发出的细光束，信号处理系统就能形成一个电压信号，两端电压u与时间t的关系如图乙所示，R2为定值电阻．
①用此装置测得的重力加速度表达式为
 
．
②当有光照时，信号处理系统获得的是
 
．（填“u1”或“u2”）
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（2）现有下列器材：
A．6V蓄电池一组（内阻约0.1Ω）
B．直流电流表（0～0.2A）一只
C．直流电流表（0～0.02A）一只
D．直流电压表（0～3V）一只
E．直流电压表（0～10V）一只
F．滑动变阻器（0～10Ω）一只
G．滑动变阻器（0～500Ω）一只
H．电阻箱（0～9999.9Ω，Im=0.2A）
I．电键一只、导线若干
现在要比较准确地测量一只约0.6Ω电阻的阻值：
①在虚线框（图丙）中画出实验的原理图；
②实验中除了电源、电键和导线外，还需要的器材是
 
；（用器材前的字母表示）
③写出测量电阻的表达式Rx=
 
；表达式中各符号的物理意义是
 
．
某种小发电机的内部结构平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆柱面形状，它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场，磁感应强度B=
1
2π
T．磁极间的缺口很小，可忽略．如图2所示，单匝矩形导线框abcd绕在铁芯上构成转子，ab=cd=0.4m，bc=0.3m．铁芯的轴线OO′在线框所在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动．将线框的两个端点M、N接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连．现使转子以ω=200π rad/s的角速度匀速转动．在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t=0．

（1）求t=
1
400
s时刻线框产生的感应电动势；
（2）在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点电势差UPQ随时间变化的关系图线（要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期）；
（3）如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y，两板间距d=0.17m．将电压UPQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连．将一个质量m=1.2×10-12kg，电量q=+1.7×10-10C的带电粒子，在t0=6.00×10-3s时刻，从紧临X板处无初速释放．求粒子从X板运动到Y板经历的时间．（不计粒子重力）
如图3-2-3（1）所示，自空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图（2）所示.

将一质量m=2.0×10-27 kg，电量q=+1.6×10-19 C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力.求：

（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；

（2）若A板电势变化周期T=1.0×10-5 s，在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子到达A板时动量的大小；

（3）A板电势变化频率多大时，在t=到t=时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板?

图3-2-3

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