如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距
L1=1m,导轨平面与水平面成
θ=30°角,上端连接阻值
R=1.5Ω的电阻,质量为
m=0.2kg,阻值
r=0.5Ω的金属棒
ab放在两导轨上,距离导轨最上端为
L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一个匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示,为保持
ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力
F,
g=10m/s
2。求:
(1)当
t=2s时,外力
F1的大小;
(2)当
t=3s时的瞬间,外力
F2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s内外力
F随时间变化的图象(规定
F方向沿斜面向上为正)。
