题目内容

如下图B-6（a）所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框架MNQP（下简称U形框），U形框与方框之间的接触良好且无摩擦.两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r.
（1）将方框固定不动，用力拉动U形框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，当U形框的MP端滑至方框的最右侧（如图（b））时，方框上的bd两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大；
（2）若方框不固定，给U形框垂直NQ边向右的初速度v0，如果U形框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少；
（3）若方框不固定，给U形框垂直NQ边向右的初速度v（v>v0），U形框最终将与方框分离.如果从U形框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧与U形框最左侧的距离为s.求两金属框分离后的速度各多大？


（1）U形框向右运动时，NQ边相当于电源产生的感应电动势ε=BLv，当U形框的MP端滑至如图乙所示位置时方框bd之间的电阻.
U形框连同方框构成的闭合电路的总电阻为 

闭合电路的总电流为  根据欧姆定律可知bd两极的电势差为
方框中的热功率为  （2）在U形框向右运动过程中，U形框和方框组成的系统所受外力为零，所以系统的动量守恒.设它们达到图示位置时具有共同的速度v，根据动量守恒有3mv0=（3m+4m）v，所以v=
根据能量守恒定律，U形框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两架上产生的焦耳热即

（3）设U形框和方框不再接触时方框的速度为v1，U形框的速度为v2，根据动量守恒定律有
3mv=4mv1+3mv2两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动经过时间t，方框最右侧和U形框最左侧距离为s，即
（v1-v1）t=s，联立以上各式，得v1=（v-s/t），v2=（3v+4s/t）.
【试题分析】
练习册系列答案
相关题目
（1）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验，主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．将两只弹簧测力计通过细绳互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到某一位置O，记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F′；
E、用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；
F．比较力F′与F的大小和方向．
上述步骤中：
①有重要遗漏内容的步骤序号中
C
C
和
E
E
；遗漏内容分别是
记下两条细绳的方向
记下两条细绳的方向
和
使橡皮条伸长到O点．
使橡皮条伸长到O点．

②若他将遗漏内容补上后，如图（a）所示，是他利用坐标纸记下的橡皮筋结点位置O点及两弹簧测力计拉力的大小，试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F′表示此力．
③图（b）是甲和乙两位同学分别做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？（力F是只用一只弹簧测力计拉时的图示）
A
A
（填A或B）．

（2）①某同学用如图所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验，若他在图示状态下开始做实验，请指出图中的主要错误是（至少写两项）：
应将电池改为交流电
应将电池改为交流电
、
没有平衡摩擦力
没有平衡摩擦力
．
②该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持
拉力F
拉力F
；若该同学要探究加速度a和拉力F关系，应该保持
质量M
质量M
不变；
③他在实验中得到如下图所示纸带，纸带上的计数点用A、B、C、D、E表示．根据图上数据，小车经过B点时的速度是
6.0×10-2
6.0×10-2
m/s．（相邻计数点间的时间间隔为0.1s）（计算结果保留两位有效数字）

实验桌上有下列实验仪器：

A．待测电源(电动势约3 V，内阻约7 Ω)；

B．直流电流表(量程0～0.6～3 A，0.6 A档的内阻约0.5 Ω，3 A档的内阻约0.1 Ω；)

C．直流电压表(量程0～3～15 V，3 V档内阻约5 kΩ，15 V档内阻约25 kΩ)；

D．滑动变阻器(阻值范围为0～15 Ω，允许最大电流为1 A)；

E．滑动变阻器(阻值范围为0～1000 Ω，允许最大电流为0.2 A)；

F．开关、导线若干；

请你解答下列问题：

①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是________(填代号)．

②某同学根据测得的数据，作出U－I图象如下图中图线a所示，由此可知电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω；

③若上图中的图线b是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为________W．

④请将下图中实物连接成实验电路图；

（4分)某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如下图甲中的A），游标卡尺的示数如下图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离L=1 m．则所测光波的波长为______m(保留两位有效数字) ．

 

 

如下图图6-2-10所示，一对平行金属极板相距d=2cm,两板间匀强电场方向向下，场强大小E=1.6×103v/m，其中下极板接地（零电势）。A点距下板为h1=1.5cm，B板距下板为h2=0.5cm，试求：（电子电荷量为e=-1.6×10－19C）

(1）两金属板之间的电势差大小；

(2）将一个电子从A点移动到B点电场力做的功？电子的电势能是增加还是减少？

图6-2-10

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