如图所示,两足够长的平行粗糙的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B
1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,两者间的动摩擦因数μ=
/3,金属棒的质量为m
1=2kg、电阻为R
1=1Ω.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=0.5m,定值电阻为R
2=3Ω,现闭合开关S并将金属棒在恒定外力F=28N作用下从静止开始向上运动,重力加速度为g=10m/s
2,试求:
(1)如果导轨足够长,金属棒最终的速度为多大?
(2)当金属棒达到稳定状态时,R
2上消耗的电功率P为多少?
(3)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B
2=3T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m
2=2.4×10
-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?