如圖甲所示,足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ間的距離L=0.5m,導(dǎo)軌與水平面間的夾角為37°,空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.0T的勻強(qiáng)磁場,M、P間接有阻值R=0.8Ω的電阻,質(zhì)量m=0.4kg、電阻r=0.2Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。現(xiàn)用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬棒ab,使其由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)t=1.5s時,金屬棒的速度大小v
1=0.6m/s,金屬棒向上加速t=5.6s時達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),對應(yīng)的v-t圖像如圖乙所示,取重力加速度大小g=10m/s
2,sin37°=0.6,求:
(1)恒力F的大??;
(2)金屬棒運(yùn)動過程中的最大加速度a;
(3)在0~1.5s時間內(nèi)通過金屬棒的電荷量q;
(4)在0~5.6s時間內(nèi)金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q
熱。
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