①做出光路圖如圖.
根據(jù)幾何關(guān)系可知,臨界角為C=450 ------------------------------- (2分)
18、(1)由v-t圖象可知，在0～0.4s時(shí)間內(nèi)線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)-------------------------(1分)
進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1=2.0m/s，所以在此過程中的加速度 a= =5.0m/s2--------------(1分)
由牛頓第二定律 F-mgsin - mgcos=ma -------------------------------------------------(2分)
解得 F=1.5 N ----------------------------------------------------------------------------------------- (1分)
(2)由v-t圖象可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv1---------------------------------------------------------------------------(1分)
通過線框的電流 I= = -----------------------------------------------------------------------(1分) 線框碰檔板后速度大小仍為v2，線框下滑過程中，由于重力沿斜面方向的分力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此線框與擋板碰撞后向下做勻速運(yùn)動(dòng)，ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2=1.0 m/s;進(jìn)入磁場(chǎng)后因?yàn)橛质艿桨才嗔ψ饔枚鴾p速，做加速度逐漸變小的減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)線框全部離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v3
由v3=v0- 得v3= v2 - =-1.0 m/s，
因v3<0，說明線框在離開磁場(chǎng)前速度已經(jīng)減為零，這時(shí)安培力消失，線框受力平衡，所以線框?qū)㈧o止在磁場(chǎng)中某位置. -----------------------------------------------------------------------------(1分)
線框向上運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱Q1=I2Rt= =0.40 J
線框向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q2= =0.05 J
所以Q= Q1+ Q2=0.45 J--------------------------------------------------------------------------------------(2分)
