如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m,處在同一水平面中,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路,其中水平放置的平行板電容器C兩極板M、N間距離d=10mm,定值電阻R
1=R
3=8Ω,R
2=2Ω,導(dǎo)軌電阻不計.磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌平面,當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動(開關(guān)S斷開)時,電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10
-4kg,帶電荷量q=-1×10
-5C的微粒恰好靜止不動;當(dāng)S閉合時,粒子立即以加速度a=7m/s
2向下做勻加速運動,取g=10m/s
2,在整個運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,且運動速度保持恒定.求:
(1)當(dāng)S斷開時,電容器上M、N哪個極板電勢高;當(dāng)S斷開時,ab兩端的路端電壓是多大?
(2)金屬棒的電阻多大?
(3)金屬棒ab運動的速度多大?
(4)S閉合后,使金屬棒ab做勻速運動的外力的功率多大?