如图(甲)所示,足够长的光滑平行金属导轨
MN、
PQ固定在同一水平面上,两导轨间距
L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻
R=0.4Ω,导轨上静置一质量
m=0.10kg、电阻
r=0.2Ω的金属杆
ab,整个装置处于磁感应强度
B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力
F沿水平方向拉金属杆
ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可将通过
R的电流
I即时采集并输入计算机,获得电流
I随时间
t变化的关系如图(乙)所示。求金属杆开始运动2.0s时:


(1)金属杆
ab受到的安培力;
(2)金属杆的速率;
(3)外力
F做功的功率。