12.如圖所示,足夠長的U形金屬框架質量M=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,相距0.4m的MM'、NN'相互平行,不計電阻。電阻R
1=0.1Ω的MN垂直于MM'。質量m=0.3kg,電阻R
2=0.1Ω,長度l=0.4m的光滑導體棒ab橫放在金屬框架上。ab棒左側被固定在水平面上的兩個小立柱擋住。整個裝置處于豎直向上的空間足夠的勻強磁場中,磁感應強度B=0.5T?,F(xiàn)對金屬框架施加垂直于MN水平向左F=2N的恒力,金屬框架從靜止開始運動。運動過程中ab棒與金屬框架始終保持良好接觸,重力加速度g=10m/s
2。
(1)求金屬框架運動的最大速度v
m的大小;
(2)從金屬框架開始運動到最大速度的過程中,MN上產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.1J,求該過程框架位移x的大小和ab棒所受的安培力的沖量I的大小。