20xx年全國高校自主招生物理模擬試卷四-資料下載頁
2025-08-08 20:55本頁面
【正文】 路又進(jìn)入狀態(tài)II. 當(dāng)電路處于狀態(tài)II 時(shí)，C1和C2不會放電， =時(shí)，對應(yīng)的時(shí)刻，uD =，D2要從截止變?yōu)閷?dǎo)通，電路不再是狀態(tài)II. 所以在到時(shí)間間隔內(nèi)，uD、uB隨t變化的圖線如圖4和圖5中II4內(nèi)的直線所示.總結(jié)以上討論，各時(shí)段起訖時(shí)刻及和變化值如下表所示：時(shí) 段12345678I1II1III1II2I2II3III2II4T2T0uDBDDA圖4I1II1III2II2III1I2II4II3202TT圖5I1II1III2II2III1I2II4II32五、參考解答：1．題給的磁場隨時(shí)間和空間的變化具有周期性，在某時(shí)刻，磁場的空間分布為 在時(shí)刻，磁場的空間分布為 比較上面兩式，不難看出，和這兩個(gè)時(shí)刻的磁場的空間分布規(guī)律是相同的，只是時(shí)刻原位于處的磁場，經(jīng)歷時(shí)間，在時(shí)刻，出現(xiàn)在處．即整個(gè)磁場的分布經(jīng)時(shí)間間隔沿x軸的正方向平移了一段距離 平移速度 （1）平移速度為恒量．由此可見，題給出的磁場可視為一在空間按余弦規(guī)律分布的非均勻磁場區(qū)域以速度沿x軸的正方向平移．如果金屬框移動(dòng)的速度小于磁場區(qū)域平移的速度，那么通過金屬框的磁通將隨時(shí)間發(fā)生變化，從而在金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流將受到磁場的安培力作用．由題已知，在時(shí)刻t，金屬框移動(dòng)的速度為，金屬框MN邊位于坐標(biāo)x處，PQ邊位于坐標(biāo)處．設(shè)此時(shí)金屬框的磁通為（規(guī)定由紙內(nèi)到紙外為正）；經(jīng)過一很短的時(shí)間間隔，整個(gè)磁場分布區(qū)域向x方向移動(dòng)了一段距離，金屬框向x方向移動(dòng)了一段距離，其結(jié)果是：MN邊左側(cè)穿過面積為的磁通移進(jìn)了金屬框，PQ邊左側(cè)穿過面積為的磁通移出了金屬框，故在時(shí)刻，通過金屬框的磁通為 在時(shí)間間隔內(nèi)，通過金屬框的磁通增量為 （2）規(guī)定框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢沿順時(shí)針方向（沿回路MNPQM方向)為正，由電磁感應(yīng)定律，可得t時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢 （3）規(guī)定金屬框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向（沿回路MNPQM方向)為正，可得t時(shí)刻的感應(yīng)電流為 (4)磁場對于上下兩邊NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力為零．規(guī)定向右的力為正，則磁場作用于金屬框MN邊的安培力為；由于PQ邊和MN邊的電流方向相反，磁場作用于金屬框PQ邊的安培力為 ，故金屬框的安培力的合力 （5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及題給定的磁場分布規(guī)律，得 （6）利用三角學(xué)公式，得 （7） 稱為安培力的幅度．從（7）式可以看出，安培力在的幅度內(nèi)隨時(shí)間變化，但其值不會小于零，表示磁場作用于金屬框的安培力始終向右．2．討論安培力的大小與線框幾何尺寸的關(guān)系就是討論與線框幾何尺寸的關(guān)系．與金屬框長度l的平方成正比，與金屬框的寬度d有關(guān)：當(dāng)， 即 （8）得 （9）當(dāng)，即 （10）達(dá)最大值 （11） 當(dāng)d取其它值時(shí)，介于0與最大值之間．六、參考解答：1． 圓筒內(nèi)光學(xué)元件的相對位置如圖1所示．各元件的作用如下：L2L1L3狹縫SP圓筒軸圖1狹縫S：光源的光由此進(jìn)入分光鏡，觀察到的譜線就是狹縫的像．透鏡L1：與狹縫的距離為f1，使由狹縫射來的光束經(jīng)L1后成為與圓筒軸平行的平行光束．分光棱鏡：使由L1射來的平行光束中頻率不同的單色光經(jīng)棱鏡后成為沿不同方向出射的平行光束．透鏡L2：使各種單色平行光束經(jīng)L2 成像在它的焦平面上，形成狹縫的像（即光譜線）．觀察屏P：位于L2焦平面上，光源的譜線即在此屏上．透鏡L3：與P的距離f3，是人眼觀察光譜線所用的放大鏡（目鏡）．2．已知鈉黃光的譜線位于P的中央，S的像位于L2 的焦點(diǎn)上，由此可知，對分光棱鏡系統(tǒng)來說，鈉黃光的入射光束和出射光束都與軸平行，由于棱鏡系統(tǒng)是左右對稱，因此鈉黃光在棱鏡內(nèi)的光路應(yīng)該是左右對稱的，在中間棱鏡中的光路應(yīng)該與軸平行，分光元件中的光路圖如圖2所示，左半部的光路如圖3．用irir2分別表示兩次折射時(shí)的入射角和折射角，用nn2分別表示兩塊棱鏡對D線的折射率，由圖3可以看出，在兩棱鏡界面上發(fā)生折射時(shí)，表明，即中間的棱鏡應(yīng)用折射率較大的火石玻璃制成，兩側(cè)棱鏡用冕牌玻璃制成，故有=，=．圖2r1i2r2i1n2n1圖3由幾何關(guān)系可得 （1） （2）由折射定律可得 （3） （4）從以上各式中消去、和得 （5） 解（5）式得 （6）以，代入，得 （7）七、參考解答：帶電粒子在靜電場內(nèi)從S到T的運(yùn)動(dòng)過程中，經(jīng)歷了從S到N和從N到T的兩次加速，粒子帶的電荷量q的大小均為，若以U 表示N 與地之間的電壓，則粒子從電場獲得的能量 (1)質(zhì)子到達(dá)T處時(shí)的質(zhì)量 (2)式中v為質(zhì)子到達(dá)T時(shí)的速度．質(zhì)子在S處的能量為，到達(dá)T處時(shí)具有的能量為，電子的質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量相比可忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒有 （3）由（1）、（2）、（3）式得 代入數(shù)據(jù)解得 （4）24
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