(2008?東城區(qū)三模)如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
1=2T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m
1=2kg、電阻為R
1=1Ω.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導(dǎo)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=0.5m,定值電阻為R
2=3Ω,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,重力加速度為g=10m/s
2,導(dǎo)軌電阻忽略不計.試求:
(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
(2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間電場強(qiáng)度是多大?
(3)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B
2=3T,在下板的右端且非?拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m
2,帶電量為q=-1×10
-4C的質(zhì)點以初速度v水平向左射入兩板間,要使帶電質(zhì)點在復(fù)合場中恰好做勻速圓周運(yùn)動并能從金屬板間射出,初速度v應(yīng)滿足什么條件?