某同学设计了一套电磁阻尼测速仪。如图所示,
MN、
PQ为两根水平固定放置的平行长直光滑的金属导轨,导轨间距为
L,用电阻
R1将导轨左端
MP相连,导轨间加有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为
B。金属棒
CD放置导轨上,棒的右侧固定一绝缘物块,棒
CD的电阻为
R2,棒与物块的总质量为
M。现用玩具手枪对准物块的正中间射出一质量为
m、速度为
v0的子弹,子弹击中物块后,棒与物块一起向左移动
x距离停止运动,假设棒与导轨接触良好且不转动,子弹击中物块的时间很短且停留在物块内部。求:
(1)子弹击中物块后瞬间金属棒的速度v的大小;
(2)从棒开始运动到停止的过程中,金属棒产生的焦耳热
Q;
(3)金属棒滑行距离
x与子弹的初速度
v0的函数关系式。
