18.如圖(a)所示,兩根電阻不計的平行長直金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為L;兩根長度均為L、質(zhì)量均為m、電阻均為r的相同的導(dǎo)體棒M、N靜置于導(dǎo)軌上,兩棒相距x
0;整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,從t=0開始,給導(dǎo)體棒M施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使導(dǎo)體棒M在0~t
0內(nèi)以加速度a=μg做勻加速運動,導(dǎo)體棒N在t
0時刻(t
0未知)開始運動,F(xiàn)隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示。棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),運動過程中兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度大小為g。
(1)求t
0時刻導(dǎo)體棒M的速度;
(2)求2t
0時刻外力F的大小;
(3)若2t
0時刻導(dǎo)體棒M的速度為v,求此時兩棒間的距離。