20.如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ=37°的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R=0.5Ω的電阻,一根質(zhì)量為m=0.5kg的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,金屬桿的電阻為r=0.5Ω,整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下,導(dǎo)軌電阻可忽略,讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計(jì)它們之間的摩擦。(重力加速度g=10m/s
2)
(1)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v=2m/s時(shí),求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小a;
(2)求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值v
m;
(3)桿在下滑距離d=2m的時(shí)已經(jīng)達(dá)到最大速度,求此過程中通過電阻R的電量q和電阻R上產(chǎn)生的熱量Q
R。