宇宙飞船进行长距离星际运行时,不能再用化学燃料,可采用一种新型发动机——离子发动机,在离子发动机中,由电极发射的电子射入稀有气体(如氙气),使其离子化,然后从静止开始经电场加速后,从飞船尾部高速连续喷出,利用反冲使飞船本身得到加速。如图14所示的离子推进器,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U,正离子进入B的速度忽略不计。
(1)经加速后形成等效电流为i的离子束喷出,且单位时间喷出的离子质量为j,已知推进器发射的功率为P,飞行器的质量为M,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。求:
(i)喷出的正离子的比荷。
(ii)射出离子后飞行器开始运动的加速度。由于推进器持续喷出正离子束后会使带有负电荷的电子留在其中,由于库仑力的作用会严重阻碍正离子的喷出,为使离子推进器正常运行,必须在出口D处向正离子束注入什么电荷,才能使推进器获得持续推力。
(2)离子推进器是新一代航天动力装置,也可用于飞船姿态调整和轨道修正,假设总质量为M的卫星,正在以速度V沿OP方向运动,与x轴成60°,如图15所示。已知离子的质量为m,电荷量为q,为了使飞船尽快回到预定的飞行方向-Y,单位时间内离子推进器应向那个方向喷射出的粒子数最少?最少为多少?
如图所示。如图所示,物体沿x轴做直线运动,从A点运动到B点。由图判断A点坐标、B点坐标。
指出以下所描述的各运动的参考系是什么?
A.太阳从东方升起,西方落下 |
B.月亮在云中穿行 |
C.车外的树木向后倒退 |
D.“小小竹排江中游” |
电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用的材料单位长度的电阻R=0.125Ω/m,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn="(2n-1)" r1(n为正整数且n≤7),已知r1="1.0" cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,已知该磁场的磁感应强度B的变化率为
,忽略同心导电圆环感应电流之间的相互影响.
(1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值I1m是多大?(计算中可取="10" )
(2)假设导电圆环的热全部以波长为的红外线光子辐射出来,那么半径为
的导电圆环上每分钟辐射出去的光子数是多少?
(3)若不计其他损失,所有导电圆环的总功率P是多大?
“嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同,“嫦娥一号”卫星是绕月极地轨道上运动的加上月球的自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球表面进行成像探测,并获取了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球地公转的周期为TE,半径为R0。地球半径为RE,月球半径为RM。试解答下列问题:
(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比;
(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直(如图所示)。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片,此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间?已知光速为c。
如图13-8所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图,其中P是一个变压器铁芯,入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法,绕在铁芯的一侧作为原线圈,然后再接户内的用电器.Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它是串联在本图左边的火线上,开关断开时,用户的供电被切断),Q铁芯另一侧到副线圈的两端之间,当a、b间没有电压时,Q使得脱扣开关闭合,当a、b间有电压时脱扣开关立即断开,使用户断电.
(1)用户正常用电时,a、b之间有没有电压?为什么?
(2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么?
(3)已知原线圈的双线各在铁芯上绕了匝,加在另一侧的副线圈绕了
匝.已知正常用电时通过火线和零线的电流都是I,某人站在地面上,手误触火线而触电时通过人体的电流为
.把这个变压器视为理想变压器,在人触电的这段时间内,已知a、b两端的电压是2V,求火线线圈两端的电压和通过Q的电流各多大?