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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】圖示為一光導纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為nAB代表端面.已知光在真空中的傳播速度為c.

(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面傳播到另一端面,求光線在端面AB上的入射角應滿足的條件;

(2)求光線從玻璃絲的AB端面傳播到另一端面所需的最長時間.

【答案】(1)(2)

【解析】

(ⅰ)設光線在端面ABC(見圖)的入射角為i,折射角為r,由折射定律,有

設該光線射向玻璃絲內壁D點的入射角為,為了使該光線可在此光導纖中傳播,應有

式中,θ是光線在玻璃絲內發生全反射時的臨界角,它滿足

由幾何關系得

①②③④式通過三角變換得

(ⅱ)光在玻璃絲中傳播速度的大小為

光速在玻璃絲軸線方向的分量為

光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時間為

光線在玻璃絲中傳播,在剛好發生全反射時,光線從端面AB傳播到其另一 端面所需的時間最長,由②③⑥⑦⑧式得

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,固定斜面的傾角為,一質量為m的小物塊自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做勻減速運動,經過一段時間后又沿斜面下滑回到底湍,整個過程小物塊的v-t圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是(  )

A.滑塊沿斜面上滑的整個過程中機械能減小

B.滑塊沿斜面上滑的整個過程中機械能減小

C.滑塊沿斜面下滑的整個過程中動能增加

D.滑塊沿斜面下滑的整個過程中動能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電粒子只在電場力作用下由A點運動到B點。圖中實線為電場線,虛線為粒子運動軌跡,由圖可知(  )

A.粒子帶負電

B.A運動到B,粒子動能增大

C.A運動到B,粒子速度和加速度均減小

D.A運動到B,粒子速度增大而加速度減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根長直導線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的MN兩小孔中, OMN連線中點,連線上ab兩點關于O點對稱。導線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導線在周圍產生的磁場的磁感應強度,式中k是常數、I是導線中電流、r為點到導線的距離。一帶正電的小球

以初速度v0a點出發沿連線運動到b點。關于上述過程,下列說法正確的是( )

A. 小球先做加速運動后做減速運動

B. 小球一直做勻速直線運動

C. 小球對桌面的壓力先減小后增大

D. 小球對桌面的壓力一直在增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置.他在氣墊導軌上B處安裝了一個光電門,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.

1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d= ______ mm

2)下列實驗要求不必要的是______ (填選項前字母).

A.應使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量

B.應使A位置與光電門間的距離適當大些

C.應將氣墊導軌調節水平

D.應使細線與氣墊導軌平行

3)改變鉤碼的質量,測出對應的力傳感器的示數F和遮光條通過光電門的時間t,通過描點作出線性圖象,研究滑塊的加速度與力的關系,處理數據時應作出______圖象(填t-F”“t2-F”“-F-F),若增大滑塊的質量,則該圖象的斜率將______(填增大”“減小不變),若增大滑塊釋放處到光電門的距離,則該圖象的斜率將______(填增大”“減小不變).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示:寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置,框架處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1T,框架導軌上放一根質量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab,棒ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.5,現用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動(ab棒始終與導軌接觸良好且垂直),當棒的電阻R產生熱量Q=5.8J時獲得穩定速度,此過程中,通過棒的電量q=2.8C(框架電阻不計,g10m/s2).

問:(1ab棒達到的穩定速度多大?

2ab棒從靜止到穩定速度的時間多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MNPQ之間,abcd是放在導軌上的兩根金屬棒,它們分別靜止在螺線管的左右兩側,現使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動,則abcd棒的運動情況是(  )

A.ab向左運動,cd向右運動

B.ab向右運動,cd向左運動

C.abcd都向右運動

D.abcd保持靜止

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個電荷量為q的正點電荷位于電場中A點,受到的電場力為F,則A點的電場強度大小E=F/q,方向與F相同。若把該點電荷換為電荷量為2q的負點電荷,則A點的電場強度  

A.大小仍為E,方向與原來相反

B.大小變為E/2,方向與原來相反

C.大小仍為E,方向與原來相同

D.大小變為E/2,方向與原來相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長為L的正方形abcd區域內,均分成相同的三個矩形區域,區域I內有大小為B1=B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,區域II內有方向豎直向上的勻強電場,區域三III內方向垂直紙面向里的勻強磁場.在紙面內有ab邊的中點e沿于ab夾角為37°的方向,向磁場I內射入質量為m、電荷量為q的帶負電的離子,經磁場偏轉后,粒子以MN邊夾角從37°的方向進入電場,然后垂直PQ又進入磁場III,粒子經磁場偏轉后,恰好從PQ的中點射出磁場III而進入電場區域II.已知sin37°=0.6cos37°=0.8,不計粒子的重力.求:

1)粒子從e點射入的速度大小;

2)勻強電場電場強度的大小E及區域III中勻強磁場磁感應強度B2的大小;

3)當粒子再次進入區域II時,電場強度大小不變,方向反向,則粒子在abcd邊界上出射點的位置離e點的距離及粒子在電場、磁場中運動的總時間.

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同步練習冊答案
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