15.如圖所示,質(zhì)量為m=0.02kg的導(dǎo)體棒MN置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌平行且間距L=1m,與水平面夾角為37°。整個空間中存在一個與導(dǎo)軌面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場。右側(cè)導(dǎo)軌底部連接一單刀雙擲開關(guān)S,可接通電源E或定值電阻R。導(dǎo)體棒初速度沿導(dǎo)軌向上,大小為v
0=4m/s。已知導(dǎo)軌足夠長、導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且良好接觸,導(dǎo)體棒MN連入電路的電阻和定值電阻R的阻值均為0.2Ω,導(dǎo)軌電阻不計,電源E的電動勢為0.6V、內(nèi)阻r=0.1Ω,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s
2。
(1)若單刀雙擲開關(guān)接定值電阻R,求導(dǎo)體棒的初始加速度大小a
0;
(2)若單刀雙擲開關(guān)接定值電阻R,導(dǎo)體棒從出發(fā)至回到初始位置的時間為1.1s,求導(dǎo)體棒回到初始位置時的速度大小;
(3)若單刀雙擲開關(guān)接電源E,導(dǎo)體棒從出發(fā)至速度達(dá)到最小值經(jīng)歷的時間為2s,求該過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱(最終結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。