如图所示为我国“嫦娥一号”卫星从发射到进入月球工作轨道的过程示意图.在发射过程中,经过一系列的加速和变轨,卫星沿绕地球“48小时轨道”在抵达近地点P时,主发动机启动,“嫦娥一号”卫星的速度在很短时间内由v1提高到v2,进入“地月转移轨道”,开始了从地球向月球的飞越.“嫦娥一号”卫星在“地月转移轨道”上经过114小时飞行到达近月点Q时,需要及时制动,使其成为月球卫星.之后,又在绕月球轨道上的近月点Q经过两次制动,最终进入绕月球的圆形工作轨道I.已知“嫦娥一号”卫星质量为m0,在绕月球的圆形工作轨道I上运动的周期为T,月球的半径r月,月球的质量为m月,万有引力恒量为G.
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(1)求卫星从“48小时轨道”的近地点P进入”地月转移轨道”过程中主发动机对“嫦娥一号”卫星做的功(不计地球引力做功和卫星质量变化);
(2)求“嫦娥一号”卫星在绕月球圆形工作轨道I运动时距月球表面的高度;
(3)理论证明,质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放,它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r处的过程中,月球引力对物体所做的功可表示为W= G.为使“嫦娥一号”卫星在近月点Q进行第一次制动后能成为月球的卫星,且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道I的高度,最终进入圆形工作轨道,其第一次制动后的速度大小应满足什么条件?
如图所示,在与
的区域中,存在磁感应强度大小分别为
与
的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面向里,且
. 一个带负电荷的粒子从坐标原点
以速度
沿
轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过
点,
与
的比值应满足什么条件?
如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断.
(1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为10mA时.变压器的输入功率是多大?
钍核发生衰变生成镭核
并放出一个粒子。设该粒子的质量为
、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极
和
间电场时,其速度为
,经电场加速后,沿
方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,
垂直平板电极
,当粒子从
点离开磁场时,其速度方向与
方位的夹角
,如图所示,整个装置处于真空中。
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间。
汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。
(2)推导出电子的比荷的表达式
两块金属板a、b平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度υ从两极板中间,沿垂直于电场、磁场的方向射人场中,无偏转地通过场区,如图所示。
已知板长l=l0cm,两板间距d=3.0cm,两板间电势差U=150V,υ0=2.0×107m/s。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离入射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少?
(电子所带电荷量的大小与其质量之比e/m=1.76×1011C/kg,电子电荷量的大小e=1.60 ×10-19C)