如圖,兩足夠長的光滑平行導軌水平放置,處于磁感應強度為B、方向豎直向上的勻強磁場中,導軌間距為L,一端連接阻值為R的電阻。一金屬棒垂直導軌放置,質(zhì)量為m,接入電路的電阻為r。水平放置的輕彈簧左端固定,右端與金屬桿中點鏈接,彈簧勁度系數(shù)為k。裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)給導體棒一個水平向右的初速度v
0,第一次運動到最右端時,棒的加速度為a,棒與導軌始終接觸良好,導軌電阻不計,彈簧在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,求:
(1)金屬棒開始運動時受到的安培力F的大小和方向;
(2)金屬棒從開始運動到第一次運動到最右端時,通過R的電荷量q;
(3)金屬棒從開始運動到最終停止的整個過程中,R上產(chǎn)生的熱量Q。