①做出光路圖如圖.
根據(jù)幾何關系可知,臨界角為C=450 ------------------------------- (2分)
18、(1)由v-t圖象可知，在0～0.4s時間內線框做勻加速直線運動-------------------------(1分)
進入磁場時的速度為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，線框進入磁場區(qū)域后以速度v1做勻速直線運動，
產生的感應電動勢 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動，ab邊剛進入磁場時的速度為v2=1.0 m/s;進入磁場后因為又受到安培力作用而減速，做加速度逐漸變小的減速運動，設線框全部離開磁場區(qū)域時的速度為v3
由v3=v0- 得v3= v2 - =-1.0 m/s，
因v3<0，說明線框在離開磁場前速度已經(jīng)減為零，這時安培力消失，線框受力平衡，所以線框將靜止在磁場中某位置. -----------------------------------------------------------------------------(1分)
線框向上運動通過磁場區(qū)域產生的焦耳熱Q1=I2Rt= =0.40 J
線框向下運動進入磁場的過程中產生的焦耳熱Q2= =0.05 J
所以Q= Q1+ Q2=0.45 J--------------------------------------------------------------------------------------(2分)
