20.如圖甲所示,在傾角為θ的斜面上鋪有兩光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻不計(jì)、間距為L,其底端接一定值電阻R,整個(gè)裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,在受到沿斜面向上、垂直于棒的外力F的作用下由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F
0+kv(F
0,k是常量),金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,導(dǎo)軌無限長。
(1)請畫出金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程的受力分析圖,并判斷流過電阻R的感應(yīng)電流方向;
(2)若金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則k為多大;
(3)若金屬棒不是做勻加速直線運(yùn)動(dòng),試判斷它的運(yùn)動(dòng)情況,并畫出對應(yīng)的v-t圖;
(4)某同學(xué)進(jìn)一步研究感應(yīng)電流的功率P隨v
2的變化關(guān)系,得到如圖乙所示的圖像,你覺得他畫得正確嗎;若正確,請說明理由;若錯(cuò)誤,畫出正確的圖像。