离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入,在A处电离出正离子,BC之间加有恒定电压,正离子进人B时的速度忽略不计,经加速后形成电流为I的离子束后喷出。已知推进器获得的推力为,,单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度。 (1)求加在BC间的电压U; (2)为使离子推进器正常运行,必须在出口D处向正离子束注入电子,试解释其原因。
如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4 cm,有一束相同微粒组成的带电粒子流以相同的初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,已知微粒质量m=2.0×10-6kg,电量q=1.0×10-8C,电容器电容C=1.0×10—6F,取g=10m/s2.试求若第一个粒子刚好落到下板中点O处,则带电粒子入射初速度的大小;两板间电场强度为多大时,带电粒子能刚好落到下板右边缘B点;最终落到下极板上带电粒子总的个数.
小明跟着爸爸荡秋千的情景如图13所示。设摆绳长为3m,悬点在横梁上,小明连同底板质量共为50kg。开始时小明在爸爸的外力作用下使摆绳与竖直方向成37°角处于静止状态.某时刻爸爸放手让秋千由静止开始摆动,假设摆动过程中,小明和底板可看成质点。当他运动到最低点时摆线拉力共为650N。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:秋千静止时,小明爸爸施加的最小外力;取最低点为零势能参考平面,放手前小明及底板的重力势能;通过计算说明秋千第一次摆到另一侧与竖直方向的最大偏角是否能达到37°?
如图所示,一小球从斜面上的A点由静止下滑作匀变速直线运动,先后经过B、C两点。已知小球从B运动到C点的时间为t,B、C两点间的距离为S,小球到达C点时的速度为v,求小球的加速度大小。
如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为v/2,问:电场强度E为多大? A点至最高点的电势差为多少?
如图所示,一束电子从静止开始经U′= 5000V的电场加速后,从水平放置的一对平行金属板正中水平射入偏转电场中,若金属极板长L = 0.05m,两极板间距d = 0.02m,试求:两板间至少要加U才能使电子恰不飞出电场?在上述电压下电子到达极板时的动能。