Question

（12分）圖為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k。在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于ab。當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合：當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。

（1）當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)多少？（重力加速度為g）

(2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？

（3）若k = 2.0 N/m， = 0.20 m， = 0.050 m，B = 0.20 T，此電流表的量程是多少？（不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用）

（4）若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅?/p>

Answer 1

（1）A  （2）要使光線從BC面射出時(shí)光線與BC面垂直，那么在三棱鏡中的入射光線也必與BC面垂直，這樣的入射光線只有經(jīng)AC面全反射才能獲得，如圖所示。    （1分）

此時(shí)：θ＝90⁰－30⁰＝60⁰　      （1分）

r ＝180⁰―90⁰ ― 30⁰ ―30⁰ ＝30⁰　      （1分）

根據(jù)光的折射定律得：

sin i ＝n sin r ＝        （1分）

i＝60⁰                    （1分）

　　斜射到AB面上的光束，并能從BC面上射出的那部分光束的邊界右圖，其中射向AO段的能從BC面垂直射出，OB段則不能．

　　∵AB＝BC       （1分）

　　　OB＝ BC          （1分）

　　∴AB＝3 OB              （1分）

　　　AO＝ AB          （1分）