Question

【题目】如图所示。两根无限长的光滑导轨M、N水平放管，间距为L=0.5m。所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B1=0.8T；导轨上放置一质进为m1=0.12kg、电阻r=0.2Ω的金属棒，金属棒及导轨电阻不计；左端接有一电阻R=2Ω.R的两端通过导线与一对水平放置的金属板P、Q相连，如图左侧所示。水平放置的金属板P、Q间距d=0.5m，板间有磁感应强度大小为B2、方向为垂直纸面向里的匀强磁场。现给金属棒m1一个水平向右的恒力F，使棒由静止开始水平运动。一段时间后，棒开始做匀速直线运动，这段时间内通过电阻R的电量为q=4C。此后在左侧P板的小孔S1正上方高度h=0.2m处的A点由静止释放一比荷为1.25C/kg的带电微粒（大小忽略不计）。微粒进入P、Q两板间后。恰能做匀速圆周运动，与上方P板相碰时没有机械能损失且不会碰到下方的Q板。求：（不计空气阻力，g=10m/s2）

（1）金属棒m1匀速直线运动后P、Q两板间的电压以及金属棒匀速运动时速度的大小

（2）金属棒m1从静止到刚好匀速时，电阻R产生的焦耳热（不计左侧金属板P、Q间储存的电磁能）

（3）若带电小球恰能到达P板的小孔S2正上方h处的C点，S1、S2两孔间距为S=2m，求磁感应强度B2的大小必须满足的条件

Answer 1

【答案】(1) (2) (3) （n=2、3、4、5…）