的电压uD和B点的电压uB在t=0到t2T时间间隔内随时间t变化的图线,T为交变电压uA的周期。
图2
f图3图4
f五、(25分)磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统。一是悬浮系统,利用磁力(可由超导电磁铁提供)使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触。另一是驱动系统,在沿轨道上安装的三相绕组(线圈)中,通上三相交流电,产生随时间、空间作周期性变化的磁场,磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用,使车体获得牵引力。
为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来由,我们求解下面的问题。设有一与轨道平面垂直的磁场,磁感应强度B随时间t和空间位置x变化规律为
BxtB0costkx
式中B0、、k均为已知常量,坐标轴x与轨道平行。在任一时刻t,轨道平面上磁场沿x
方向的分布是不均匀的,如图所示。图中Oxy平面代表轨道平面,“×”表示磁场的方向垂直Oxy平面指向纸里,“”表示磁场的方向垂直Oxy平面指向纸外。规定指向纸外时B取正值。“×”和“”的疏密程度表示沿着x轴B的大小分布。一与轨道平面平行的具有一定质量的金属矩形框MNPQ处在该磁场中,已知与轨道垂直的金属框边MN的长度为l,与轨道平行的金属框边MQ的长度为d,金属框的电阻为R,不计金属框的电感。1.试求在时刻t,当金属框的MN边位于x处时磁场作用于金属框的安培力,设此时刻金属框沿x轴正方向移动的速度为v。
2试讨论安培力的大小与金属框几何尺寸的关系。
f六、(23分)有一种被称为直视分光镜的光谱学仪器。所有光学元件均放在一直长圆筒内。筒内有:三个焦距分别为f1、f2和f3的透镜L1L2L3,f1f2f3;观察屏P,它是一块带有刻度的玻璃片;由三块形状相同的等腰棱镜构成的分光元件(如图1所示),棱镜分别用折射率不同的玻璃制成,两侧棱镜的质料相同,中间棱镜则与它们不同,棱镜底面与圆筒轴平行。圆筒的一端有一与圆筒轴垂直的狭缝,它与圆筒轴的交点为S,缝平行于棱镜的底面.当有狭缝的一端对准筒外的光源时,位于圆筒另一端的人眼可观察到屏上的光谱。
已知:当光源是钠光源时,它的黄色谱线(波长为5893
m,称为D线)位于圆筒轴与观察屏相交处。制作棱镜所用的玻璃,一种为冕牌玻璃,它对钠D线的折射率
D=15170另一种为火石玻璃,它对钠D线的折射率
D17200。
1试在图2中绘出圆筒内诸光学元件相对位置的示意图并说出各元件的作用。2试论证三块棱镜各应由何种玻璃制成并求出三棱镜的顶角的数值。
图1
图2
f七、(16r