如圖甲所示,絕緣水平面上固定著兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN,間距為L(zhǎng)=1m,導(dǎo)軌左端PM間接阻值為R=1.5Ω電阻,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T。金屬棒ab初速度v
0=4m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),金屬棒的質(zhì)量為m=0.5kg、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)=1m,金屬棒的電阻為r=0.5Ω?,F(xiàn)把導(dǎo)軌左端抬起,使其與水平面的夾角θ=37°,如圖乙所示。磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向右上方,金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度g=10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)圖甲中金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)圖乙中由靜止釋放金屬棒ab,求金屬棒能達(dá)到的最大速度;
(3)圖乙中,金屬棒ab的速度為最大速度
時(shí)金屬棒的加速度。