如图所示,两根足够长的平行金属导轨间距
l=0
.50 m,倾角
θ=53°,导轨上端串接电阻
R=0
.05 Ω。在导轨间长
d=0
.56 m的区域内,存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度
B=2
.0 T的匀强磁场。质量
m=4
.0 kg的金属棒
CD水平置于导轨上,用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆
GH(
GH杆的质量不计)相连。某同学用
F=80 N的恒力竖直向下拉动
GH杆,使
CD棒从图中初始位置由静止开始运动,刚进入磁场时速度为
v=2
.4 m/s,当
CD棒到达磁场上边界时该同学松手。
g取10 m/s
2,sin 53°
=0
.8,不计其他电阻和一切摩擦。求:
(1)
CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离
s;
(2)该同学松手后,
CD棒能继续上升的最大高度
h;
(3)在拉升
CD棒的过程中,该同学所做的功
W和电阻
R上产生的热量
Q。
