Question

金属棒下滑到稳定状态时整个电路消耗的电功率p为多少

Answer 1

11、如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 L=1m，导轨平面与水平面夹 角 ，导轨电阻不计。磁感应强度为 B1=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， 且始终与导轨接触良好， 金属棒的质量为 m1=2kg、 电阻为 R1=1 。 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 ，现闭合开关 S 并将金属棒由 属板，两板间的距离和板长均为 d=0.5m，定值电阻为 R2=3 2 静止释放，重力加速度为 g=10m/s ，试求：
（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=3T，在下板的右端且非常靠近 下 板 的 位 置 有 一 质 量 为 ―4 m2=3×10 kg 、 带 电 量 为 q= － -4 1×10 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？

11 、 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 所以 （2）整个电路消耗的电功率 解得最大速度 所以 P=100W （3）金属棒下 滑稳定时，两板间电压 U=IR2=15V 因为液滴在两板间有 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： 所以 当液滴恰从上板右侧边缘射出时： 件是： 或 所以 初速度 v 应满足的条 12