某科幻小说中有下列一段描述。宇宙中有一球型均匀带电天体,其质量为m,半径为R。宇航员王小明乘坐飞行器,登上该天体,用质量为M,带电量为q的小球进行如下操作。第一次,让小球带负电,从距该天体表面为h的位置由静止释放,发现小球悬浮不动;第二次,让小球带正电,从相同的位置,用小型发射装置将小球以某一速度水平发射。(已知万有引力常量为G,静电力恒量为k)试根据以上信息求:(1) 该天体所带电的电性及其电量(2)若保持小球与天体表面距离始终为h ,则水平发射速度的大小为多少?
如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L =1m.间距d=m,两金属板间电压UMN = 1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上.B、C、H也处于同一直线上.AF两点距离为m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m = 3×10-10kg,带电量q = +1×10- 4C,初速度v0=1×105m/s。(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件
在竖直平面内,以虚线为界分布着如图所示足够大的匀强电场和匀强磁场,其中匀强电场方向竖直向下,大小为E;匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。虚线与水平线之间的夹角为θ=45°,一带负电粒子从O点以速度v0水平射入匀强磁场,已知带负电粒子电荷量为q,质量为m,(粒子重力忽略不计)。(1)带电粒子从O点开始到第1次通过虚线时所用的时间;(2)带电粒子第3次通过虚线时,粒子距O点的距离;(3)粒子从O点开始到第4次通过虚线时,所用的时间。
如图所示,从A点以的水平速度抛出一质量的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数。求:(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板?
质量为5kg的物块自37°倾角的传输带上由静止下滑,物块进入水平地面CD,传送带向下匀速转动,其速度,传送带与水平地面之间光滑连接(光滑圆弧BC长度可忽略),传送带AB长度为16米,水平面CD长度6.3米,水平地面与传送带的摩擦系数均为,试求(1)物块在传送带上运动时间t(2)试求物块到达D点的速度
如图所示,一日字形导体框位于一匀强磁场上方l处,其中导体棒AB、CD、EF质量均为m、电阻均为R、长均为l,其它电阻不计,导体棒AC、BD的质量忽略不计,其长度为2l,水平方向的匀强磁场的磁感应强度为B,磁场宽度为2l,虚线MN、PQ为磁场边界,某时刻起线框由静止释放,当EF进入磁场时,线框刚好开始做匀速运动,则:(1)导体棒CD刚进入磁场时线框加速度的大小?(2)线框匀速运动时速度的大小?(3)从开始到线框匀速运动结束的过程中导体棒EF所产生的热量?