如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1 m,导轨平面与水平面夹角a=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B1=2 T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1 m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2 kg、电阻为R1=1 Ω.两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5 m,定值电阻为R2=3 Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10 m/s2,试求:
⑴金属棒下滑的最大速度为多大?
⑵当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率P为多少?
⑶当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3 T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=3×10-4 kg、带电量为q=-1×10-4 C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点.要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?
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