16.據(jù)媒體報(bào)道,采用先進(jìn)電磁彈射技術(shù)的航母福建艦已經(jīng)完成動(dòng)力測試和系泊試驗(yàn)。某研究性學(xué)習(xí)小組開展電磁彈射系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)研究,如圖甲所示,兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l,電阻不計(jì),導(dǎo)軌區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒,垂直放在導(dǎo)軌間。實(shí)驗(yàn)時(shí),將質(zhì)量為M的絕緣模型飛機(jī)(圖中未畫出)鎖定在金屬棒上;t=0時(shí)開關(guān)S與1接通,金屬棒從靜止開始推動(dòng)模型飛機(jī)一起加速;t
1時(shí)刻,模型飛機(jī)達(dá)到起飛速度并立即與金屬棒解鎖,同時(shí)擲向2接通定值電阻R;t
2時(shí)刻金屬棒停止運(yùn)動(dòng),全過程金屬棒的v-t圖像如圖乙所示,已知恒流源的電流為I,不計(jì)空氣阻力和飛機(jī)起飛對(duì)金屬棒速度的影響,全過程金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,求
(1)飛機(jī)起飛的速度大??;
(2)飛機(jī)起飛后通過金屬棒的電荷量;
(3)全過程金屬棒的位移大小。