如图甲所示,水平面上有两电阻不计的粗糙金属导轨平行固定放置,间距
d="0.5" m,右端通过导线与阻值为1 Ω的小灯泡连接。在矩形
CDMN区域内有竖直向上的匀强磁场,
CN长
L="2" m,
CDMN区域内磁场的磁感应强度大小
B0随时间
t变化的关系如图乙所示。在
t=0时,一质量为2 kg、阻值不计的金属棒在水平向右拉力
F的作用下从
AB位置由静止开始沿导轨向右运动,在金属棒从
AB位置运动到
MN位置的过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化,已知拉力
F的功率保持恒定,金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.05,金属棒始终与轨道垂直,且与导轨接触良好,重力加速度
g="10" m/s
2。求:
(1)小灯泡亮度不变时通过小灯泡的电流大小;
(2)金属棒从
AB位置运动到
MN位置的过程中小灯泡的总发热量;
(3)金属棒从
AB位置运动到
MN位置的过程中金属棒与导轨间因摩擦产生的热量及拉力
F做的总功。