5.
如图所示,MN和PQ是竖直放置相距L=1m的光滑金属导轨(导轨足够长,电阻不计),其上方连有R
1=9Ω的电阻和两块水平放置相距d=20cm的平行金属板A、C,金属板长l=1m,将整个装置放置在图示的匀强磁场区域,磁感应强度B=1T.现使电阻R
2=1Ω的金属棒ab与导轨MN、PQ接触,并由静止释放,当其下落h=10m时恰能匀速运动,此时将一质量m
1=0.45g、带电荷量q=1.0×10
-4C的微粒放置在A、C金属板的正中央,恰好能保持静止.重力加速度g=10m/s
2,运动中ab棒始终保持水平状态,且与导轨接触良好.求:
(1)微粒带何种电荷?ab棒的质量m
2为多少?
(2)ab棒自静止释放到刚好匀速运动的过程中,电路中释放多少热量?
(3)若使微粒突然获得竖直向下的初速度v
0,但运动过程中不能碰到金属板,对初速度v
0有何要求?该微粒发生x=
的位移需多长时间?