如圖甲所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌傾斜放置并固定,傾角為θ,間距為L,頂端接有阻值為R的電阻,垂直導軌平面存在變化規(guī)律如圖乙所示的磁場,t=0時磁場方向垂直導軌平面向下,質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒水平鎖定在距導軌頂端L處,并與導軌始終良好接觸,不計導軌的電阻。(已知L=1m,θ=30°,R=1.5Ω,r=0.5Ω,B
0=1T,t
0=0.1s,m=0.1kg,g=10m/s
2 )
?
(1)在t=
時,金屬棒中電流的方向和所受安培力;
(2)在0~2t
0時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若在t=2t
0時金屬棒解除鎖定,金屬棒穩(wěn)定時的速度v;
(4)假設從t=2t
0時刻金屬棒解除鎖定開始到其速度達到穩(wěn)定過程中沿導軌下滑的距離為s=4m,求該過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱和流經(jīng)金屬棒的電荷量。