若“嫦娥”探月卫星为绕月球地卫星,利用该卫星可对月球进行成像探测。已知卫星距离月球表面高为h,绕行周期为T,月球绕地球公转的周期为T0,月球绕地球公转的轨道半径为R0,地球半径为R,月球半径为r,引力常量为G,光速为c,月球绕地球及卫星绕月球均做匀速圆周运动。求:(1)地球的质量M和月球的质量m及月球的第一宇宙速度v;(2)如图所示,当绕月球地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直(即与地心到月心的连线垂直)时,绕月球地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间t。
在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。 求:(1)C点的坐标;(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.
如图甲所示为电视机中的显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中,经过偏转磁场后打到荧光屏MN上,使荧光屏发出荧光形成图像,不计逸出的电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U,偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内,磁场方向垂直纸面,且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从-B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合,ab边与OO′平行,右边界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小,且电子运动的速度很大,所以在每个电子通过磁场区域的过程中,可认为磁感应强度不变,即为匀强磁场,不计电子之间的相互作用。求:(1)为使所有的电子都能从磁场的bc边射出,求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值。(2)若所有的电子都能从磁场的bc边射出时,荧光屏上亮线的最大长度是多少?
一带电粒子无初速度的进入一加速电场A,然后垂直进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),如图所示。已知加速电场A板间电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力。求:(1)粒子穿过A板时速度大小v0;(2)粒子从偏转电场射出时的侧移量y;(3)粒子从偏转电场射出时速度的偏转角q
如图所示,M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上的U型金属框架,MM′和NN′相互平行且足够长,间距l=0.40m,质量M=0.20kg。质量m=0.10kg的导体棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀磁场中,磁感应强度B=0.50T。t=0时,垂直于导体棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,导体棒ab从静止开始运动;当t=t1时,金属框架将要开始运动,此时导体棒的速度v1=6.0m/s;经过一段时间,当t=t2时,导体棒ab的速度v2=12.0m/s;金属框架的速度v3=0.5m/s。在运动过程中,导体棒ab始终与MM′和NN′垂直且接触良好。已知导体棒ab的电阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余电阻不计。设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:(1)求动摩擦因数μ;(2)当t=t2时,求金属框架的加速度;(3)若在0~t1这段时间内,MN上产生的热量 Q=0.10J,求该过程中导体棒ab位移x的 大小。
如图14所示,在坐标系xoy的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为(0,-2),Q点坐标为(4,0),不计粒子重力。求:(1)求粒子过Q点时速度的大小。(2)若磁感应强度的大小为一定值B,粒子将以垂直y轴的方向经H点进入第二象限,求B的大小及H点的坐标值;(3)求粒子在第一象限内运动的时间t。