题目内容
如下图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)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?
(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
解:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,
达到最大时则有m1gsinα=F安
F安=ILB1
I=
所以m1gsinα=
解得最大速度vm=
(2)整个电路消耗的电功率P=m1gsinα·vm
所以P=100 W
(3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=15 V
因为液滴在两板间有m
所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动,
当液滴恰从上板左端边缘射出时:r1=d=
所以v1=
当液滴恰从上板右侧边缘射出时:r2==
所以v2=
初速度v应满足的条件是:v≤
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