如圖所示,平行長(zhǎng)直光滑固定的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平面與水平面的夾角θ=30°,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,上端接有R=3Ω的電阻,在導(dǎo)軌中間加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)镺O'O
1'O
1,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹閐=0.4m,放在導(dǎo)軌上的一金屬桿ab質(zhì)量為m=0.08kg、電阻為r=2Ω,從距磁場(chǎng)上邊緣d
0處由靜止釋放,金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)上邊緣的速度v=2m/s。導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì),桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,重力加速度大小為g=10m/s
2,求:
(1)金屬桿距磁場(chǎng)上邊緣的距離d
0;
(2)桿通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中所用的時(shí)間;
(3)金屬桿通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q
R。