器材

代号

规格

电池组

E

电动势9 V，内阻约0.5 Ω

伏特表

V

量程0～10 V，内阻20 kΩ

毫安表

A1

量程0～50 mA，内阻20 Ω

毫安表

A2

量程0～300 mA，内阻4 Ω

滑动变阻器

R1

阻值范围0～100 Ω，额定电流1 A

滑动变阻器

R2

阻值范围0～1700 Ω，额定电流0.3 A

电键

S

若干根导线

实验电路如图4—9所示，实验要求有利于测多组电流、电压值.此实验电路应选用的电流表为 ，滑动变阻器为 .

图4—9

17.图4—10中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50 Hz.

图4—10

（1）这两图相比较，哪个图所示的装置较好？简单说明为什么.

（2）图中的丙图是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，假如1、2两点之间距离约等于2 mm,可以说明1点的速度等于 .假如1、2两点之间距离明显小于2 mm,比如0.5 mm,可以说明1点的速度等于 .由此可以看出1,2两点之间是否是2 mm对实验结果 影响(填“有”或“无”)

四、本题共5小题，共68分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

18.(12分)电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用材料单位长度的电阻为R0=0.125 πΩ·m－1，从中心向外第n个同心圆环的半径为rn= (2n－1)r1（n=1，2，3，…7），已知r1=1.0 cm.当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，若已知该磁场的磁感应强度B的变化率为 πsinωt,求：

(1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值是多少？

(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×10－6 m的红外线光子辐射出来，那么半径为r1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少？（以上计算中可取π2=10，h=6.6×10－34 J·s）

19.(12分) 如图4—11所示，平板小车C静止在光滑的水平面上.现在A、B两个小物体（可视为质点），分别从小车C的两端同时水平地滑上小车.初速度vA=0.6 m/s,vB=0.3 m/s.A、B与C间的动摩擦因数都是μ=0.1.A、B、C的质量都相同.最后A、B恰好相遇而未碰撞.且A、B、C以共同的速度运动.g取10 m/s2.求：

图4—11

（1）A、B、C共同运动的速度.

（2）B物体相对于地向左运动的最大位移.

（3）小车的长度.

20.(14分)喷墨打印机的结构简图如图4—12所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径约为10－5 m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上，显示出字体.无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒。偏转板长1.6 cm，两板间的距离为0.50 cm，偏转板的右端距纸3.2 cm。若墨汁微滴的质量为1.6×10－10 kg，以20 m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.0×103 V，若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是2.0 mm.求这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少？（不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限于平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性.）为了使纸上的字放大10%，请你分析提出一个可行的方法.

图4—12

21.（14分）如图4—13所示，透明介质球的半径为R，光线DC平行于直径AB射到介质球的C点，DC与AB的距离H=0.8R.

（1）试证实：DC光线进入介质球后，第一次再到达介质球的界面时，在界面上不会发生全反射.（要求说明理由）

（2）若DC光线进入介质球后，第二次再到达介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率.

图4—13

22.（16分）如图4—14所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为E.一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰好从e处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出），粒子仍恰好从e孔射出.（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略）

（1）判定所加的磁场方向.

（2）求分别加电场和磁场时，粒子从e孔射出时的速率.

（3）求电场强度E与磁感应强度B的比值.

图4—14