物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为的质点距离质量为M0的引力源中心为
时。其引力势能
(式中G为引力常数)。现有一颗质量为
的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从
缓慢减小到
。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,求此过程中卫星克服空气阻力做功。(用m、R、g、
、
表示)
如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
(4)求F的大小为多少
如图所示,匀强磁场磁感应强度为B=0.2T,方向垂直纸面向里。在磁场中的P点引入一个质量为m=2.0×10-8kg、带电量为q=5×10-6C的正粒子,并使之以v=10m/s的速度垂直于磁场方向开始运动,运动方向如图所示,不计粒子重力,磁场足够大。
(1)请在右图上大致画出粒子做匀速圆周运动的轨迹;
(2)粒子做匀速圆周运动的半径和周期为多大;
(3)穿过粒子圆周平面内的磁通量为多大。
质量为M的小车置于光滑水平面上,小车的上表面由光滑的1/4圆弧和光滑平面组成,圆弧半径为R,车的右端固定有一不计质量的弹簧。现有一质量为m的滑块从圆弧最高处无初速下滑,如图所示,与弹簧相接触并压缩弹簧。
(1)当小车固定时,求弹簧的最大弹性势能;
(2)当小车不固定时,求弹簧的最大弹性势能和当滑块与弹簧分离时小车的速度。
如图所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内,K为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9eV),A为阳极。在a、b间不接任何电源,用波长为λ的单色光照射阴极K,会发现电流表指针有偏转。这时,若在a、b间接入直流电源,实验发现光电流与所加电压的关系如图,求:
(1)a、b间未接直流电源时,通过电流表的电流方向。
(2)从阴极K发出的光电子的最大初动能EK是多少焦?
(3)入射单色光的波长是多少?
如图所示,有一束单色光从空气射向边长为10cm的等边三棱镜截面ABC的E点,并偏折到F点,已知入射方向与边的夹角为
,
、
分别为边
、
的中点,求
(1)该棱镜的折射率?
(2)这束光从E到F的时间?