如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨
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,其间连接有固定电阻
R=0.40Ω。导轨上停放一质量
m=0.10kg、电阻
r=0.20Ω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,使之由静止开始运动,利用电压传感器测得R两端的电压
U随时间
t变化的关系如图乙所示。
(1)证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;
(2)求第1s末外力
F的瞬时功率;
(3)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功
W=0.35J,求金属杆上产生的焦耳热。
