如圖所示,兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌,其末端連接等寬的四分之一圓弧導(dǎo)軌,圓弧半徑r=0.41m。導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)=0.5m,導(dǎo)軌的電阻與摩擦均不計(jì)。在導(dǎo)軌的頂端接有阻值為R
1=1.5Ω的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、電阻R
2=0.5Ω、質(zhì)量m=1.0kg的金屬棒。金屬棒在水平拉力F作用下,從圖中位置ef由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻,F(xiàn)
0=1.5N,經(jīng)2.0s運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)撤去拉力,棒剛好能沖到最高點(diǎn)ab,重力加速度g=10m/s
2.求:
(1)求金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)的速度
(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)電壓表的讀數(shù);
(3)金屬棒從cd運(yùn)動(dòng)到ab過(guò)程中電阻R
1上產(chǎn)生的焦耳熱。