如图所示截面为矩形的平行玻璃砖,图中的MN垂直NP,一束单色光从MN上的一点进入玻璃砖后,又从NP上一点B返回空气中,已知入射角和出射角β。(1)求玻璃砖的折射率。(2)若已知n=,0≤≤π/2,求β的最小值。
如图所示,一正方形线圈从某一高度自由下落,恰好匀速进入其下方的匀强磁场区域.已知正方形线圈质量为m,边长为L,电阻为R,匀强磁场的磁感应强度为B,高度为2L,求:(1)线圈进入磁场时回路产生的感应电流I1的大小和方向;(2)线圈离开磁场过程中通过横截面的电荷量q;(3)线圈下边缘刚离开磁场时线圈的速度v的大小.
如图所示,在水平面内固定一光滑“U”型导轨,导轨间距L=1m,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T.一导体棒以v0=2m/s的速度向右切割匀强磁场,导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω,定值电阻R=0.2Ω,其余电阻忽略不计.求:(1)回路中产生的感应电动势;(2)R上消耗的电功率;(3)若在导体棒上施加一外力F,使导体棒保持匀速直线运动,求力F的大小和方向.
(17分)如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正方形边长为L且ad边与x轴重合,ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力.求:(1)电场强度E的大小;(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;(3)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y轴上,且速度与y轴负方向成450角?(4)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后不能到达y轴上?
(16分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=lm,电阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,导轨上放一质量m=1kg的金属杆,长度与金属导轨等宽,与导轨接触良好,金属杆的电阻r=1.0Ω,导轨电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下.现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆由静止开始运动.图乙所示为通过金属杆中的电流平方(I2)随位移(x)变化的图线,当金属杆运动位移为5m时,求:(1)金属杆的动能:(2)安培力的功率;(3)拉力F的大小.
(4分)如图所示,矩形区域宽度为l,其内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子以初速度v0垂直左边界射入,飞出磁场时偏离原方向300.若撤去原来的磁场,在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出),带电粒子仍以原来的初速度入射.不计粒子的重力,求:(1)带电粒子在磁场中的运动半径;(2)带电粒子在磁场中运动的时间;(3)带电粒子飞出电场后的偏转角.