一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球。如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强电场,另半侧为匀强磁场,电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面,电场方向与界面垂直,磁场方向垂直纸面向里,电场强度大小 E = 100V / m 。宇宙人位于电场一侧距界面为 h=3m 的P点,O为P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场的方向垂直。垒球的质量 m = 0.1kg ,电量 q=一0.05c 。宇宙人从 P 点以初速度 v0 = 10m / s 平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面时就击中D点,求:(计算结果保留三位有效数字)
( l ) O、D 两点之间的距离。
( 2 )垒球从抛出到第一次回到 P 点的时间。
神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,它们之间的距离保持不变,如图所示。引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的两倍,,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6m/s,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?
(G=6.67×10N2·m/kg2,ms=2.0×1030kg)
(16分)如图5所示,矩形裸导线框长边的长度为2L,
短边的长度为L,在两个短边上均接有电阻R,其余
部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合,左边的坐
标x=0, 线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的
磁感应强度B 。导体棒AB在沿x轴正方向的拉力F
(大小未知)作用下,以加速度a从x=0处匀加速运动到x=2L处。
⑴ 求导体棒AB从x=0运动到x=2L过程中通过导体棒的电量。
某同学的解题过程如下:
oaAB回路的平均电动势 bcAB回路的平均电动势 导体棒AB上的平均电动势E=E1+E2 =
通过导体棒的电量
你认为以上分析是否正确,若正确简要说明理由,若不正确,请给出正确的解答。
⑵ 推导出力F与时间t间的关系式,给出时间t的取值范围。
⑶ 你能求出匀加速运动过程中拉力F的冲量吗?若能,请求出具体的结果(用给定的已知量表示)
在绝缘水平面上放置一质量为m=2.0×10-3kg的带电滑块A,带电荷量为q=1.0×10-7C。在A的左边l=0.9m处放置一个不带电的滑块B,质量为M=6.0×10-3kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.05m,如图所示,在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场,电场强度为E=4.0×105N/C,A将由静止开始向左滑动并与B发生碰撞,设碰撞的过程极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞,在与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小可忽略不计。
(1)若水平面光滑,它们与墙壁碰撞后在水平面上滑行过程中,离开墙壁的最大距离L1为多少?
(2)若水平面粗糙,设两滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,试通过计算分析说明A与B碰撞前、后以及与墙壁碰撞后的运动情况。
(3)两滑块在上述的粗糙水平面上运动的整个过程中,由于摩擦而产生的热Q是多少?
振幅是2cm的一列简谐波,以12m/s的速度沿轴正方向传播,在传播方向上有A、B两质点,B的平衡位置。已知A在最大位移处时,B正在平衡位置处向方向运动,试求这列波的频率。
电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的,其物理本质可简述为如下内容.如图所示,虚线圆区域内为垂直于纸面的匀强磁场.磁场区域的中心为O,半径为r.当不加磁场时,电子束做匀速直线运动通过O点.加上磁场时,电子束从磁场边界射出时偏离原来方向的角度为θ,已知磁场的磁感应强度是B,求电子束的速度.(已知电子质量m)