Question

如圖所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L＝1 m，導軌平面與水平面夾角α＝30°，導軌電阻不計．磁感應強度為B₁＝2 T的勻強磁場垂直導軌平面向上，長為L＝1 m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m₁＝2 kg、電阻為R₁＝1 Ω．兩金屬導軌的上端連接右側電路，電路中通過導線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長均為d＝0.5 m，定值電阻為R₂＝3 Ω，現(xiàn)閉合開關S并將金屬棒由靜止釋放，重力加速度為g＝10 m/s²，試求：

(1)金屬棒下滑的最大速度為多大？

(2)當金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時，整個電路消耗的電功率P為多少？

(3)當金屬棒穩(wěn)定下滑時，在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B₂＝3 T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一質量為m₂＝3×10^－4 kg、帶電量為q＝－1×10^－4 C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質點．要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應滿足什么條件？

Answer 1

答案：