9. .(4分)①扣合材料信息,突出音乐会某一特点(2分);②合情合理(1分);③语言简明生动(1分)。
4. 图示法
由波的传播方向确定质点的振动方向的方法有多种,但最简单、最直观的方法还是“图示法”,因为波的传播方向与质点的振动方向存在着非常简单的图示关系,如图6所示。
用此法判断时,须取正半周或负半周波形,以取正半周为例,由于峰点不振动,而两侧的质点振动反向,要求表示传播方向的箭头要与峰点相切,于是表示质点振动方向的箭头与表示波传播方向的箭头间必有:“箭头跟箭头相对”或“箭尾跟箭尾相对”的关系,负半周同理。为便于记忆,可简记为“头头相对”或“尾尾相对”。
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图6
例3. 已知一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图7所示,试标明此时刻a、b、c、d各质点的振动方向。
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图7
解析:由“头头相对”或“尾尾相对”可知,各质点的振动方向如图8所示。
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图8
例4. 已知一列简谐横波如图9所示,此时刻P点的振动方向沿y轴正方向,试标明波的传播方向。
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图9
解析:由“尾尾相对”可知,此波沿x轴负方向传播,如图10所示。
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图10
3. 观察法(也称波形法)
将简谐波的波形想象成一条凹凸起伏的“坡路”,当沿着波的传播方向行走时,在“上坡”段各质点的振动方向向下;在“下坡”段各质点的振动方向向上。可简单记为“上坡向下,下坡向上”。这种方法简捷、直观,应用更广泛。
解析:“观察法”:通过前两种方法得到的结果可看出,沿波的传播方向看去,图象“上坡”段的质点均向上振动,而“下坡”段的质点向上振动,如图4所示,由此结论可快速判定质点振动方向(或波的传播方向)。
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图4
若已知某质点振动方向而要求判断波的传播方向,仍可利用上述思想方法得出“微振法”,即将已知振动方向的质点(如图5中的M点)沿其振动方向作一微小运动(
),找到
时刻M的位置M',再过M'作波形图,从波峰的移动方向(以
为准)即可确定波的传播方向(图5中波的传播方向向左)。当然也可直接用“观察法”。
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图5
2. 特殊点法
在质点P靠近波源一方附近(不超过
)图象上找另一点P',若P'在P上方则P向上运动,若P'在P下方则P向下运动。
例2. 题目同例1。
解析:特殊点法:由于沿波的传播方向,后一质点(远离波源的质点)总是重复前一质点(靠近波源的质点)的振动,但在时间上滞后,故可在M的前面(靠近波源一方)附近(不超过
)找到另一质点P,由M重复但滞后于P的振动可知M此时刻应向下(y轴负方向)运动,如图3所示。
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图3
1. 微平移法
作出经微小时间
后的波形,就知道了各质点经过
时间到达的位置,运动方向就知道了。
例1. 已知一列沿x轴正方向传播的简谐横波
时刻的波形如图1实线所示,判断该时刻质点M的振动方向。
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图1
解析:微平移法,将波沿其传播方向平移一小段距离
,如图2的虚线所示,这对应着质点M在其平衡位置O'附近振动了一小段时间
后到达M'点,故
时刻质点M正在沿y轴负方向振动。
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图2
8.(05年连云港)一个矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动,产生的交变电动势表达式为
V,试求:
(1)电动势的最大值、有效值和频率;
(2)若矩形线圈是100匝,线圈平面面积为0.02m2,匀强磁场的磁感应强度B是多少?
(3)当线圈平面从中性面开始转过
时,电动势的瞬时值是多大?
答案:(1)将
(V) 跟
对应比较,可知
V
有效值:
V=220V
频率:
Hz=50Hz
(2)由
得
T=0.5T
(3)线圈从中性面转过
,即
V=311×0.707V=220V
7.
(05年宿迁)如图所示,是用直流电动机提升重物的装置示意图,电源电动势E=100V,内电阻r1=1
,电动机的线圈电阻r2=4
。重物质量m=36kg,重物被电动机以v=0.5m/s的速度匀速提起,不计重物运动中所受的阻力,取g=10m/s2,试求:电路中的电流I和电源的输出功率P。
答案:电源的输出功率:P=UI 由闭合电路欧姆定律 E=U+Ir1 即 P=I(E-Ir1)
电动机的热功率:P热=I 2r2 电动机的输出机械功率:P出=mgv 则:P=mgv+I 2r2
所以得:I2(r2+r1)-IE+mgv=0 代入数据化简,得:I 2-20I+36=0
所以I=2(A) (I=18A舍去) 得P=196(W)
6.(05年南通)如图所示,电源的电动势
,内阻不计,电阻
,
,电容器的电容
,其中有一带电微粒恰好处于静止状态。若在工作的过程中,电阻
突然发生断路。电流表可看作理想电表。求:
(1)带电微粒加速度的大小和方向。
(2)从电阻
断路到电路稳定的过程中,流经电流表的电量。
答案:(1)
电容器两端电压为
,带电量
(上板带负电)
带电微粒静止
断路后,电路稳定后,电容器两端电压
,
电容器带电量为
(上板带正电)
带电微粒的加速度
,方向竖直向下。
(2)从电阻
断路到电路稳定的过程中,流经电流表的电量![]()
5.(06年南京)所示电路中,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,电容器电容C=40μF,电阻R1=R2=4Ω,R3=5Ω。接通电键S,待电路稳定后,求:
(1)理想电压表V的读数;
(2)电容器的带电量。
答案:当开关合上后,等效电路如图所示,这时电压表测得 的是R3两端的电压U3,电容器两端的电压为R1两端的电压U1
(1)流过电路中的总电流![]()
代入数据得I=1A U3=IR3 U3=5V
(2)U1=IR1 U1=4V C=Q/U1 Q=CU=1.6×10 -4C
![]()
4.
如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度
转动,当线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化.在 t=
时刻 ( CD
)
A.线圈中的电流最大
B.穿过线圈的磁通量为零
C.线圈所受安培力的力矩为零
D.线圈消耗的电功率为零
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