18.如圖甲所示,MN、PQ是足夠長、粗糙的水平導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平行且間距l(xiāng)=1m,PM間連接阻值R=3Ω的定值電阻和理想電壓表?。整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大,關(guān)系式為B=0.5t(T)。t=0時(shí)刻,將一根質(zhì)量m=0.25kg、阻值r=1Ω的金屬棒ab放置在距離PM為d=1m的導(dǎo)軌上,t=10s時(shí)金屬棒ab即將沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。如圖乙所示,然后將整個(gè)裝置左端抬高,使導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°并固定,保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B
0=2T不變,磁場方向仍垂直導(dǎo)軌平面向下,讓金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開始滑動(dòng)。導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g=10m/s
2,sin37°=0.6。求:
(1)金屬棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)圖乙中,電壓表?的最大示數(shù)是多少;
(3)圖乙中,金屬棒ab沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)x=4m的過程中(金屬棒ab的速度已穩(wěn)定),電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。