如图所示,两根不计电阻的金属导线
MN与
PQ放在水平面内,
MN是直导线,
PQ的
PQ1段是直导线,
Q1Q2段是弧形导线,
Q2Q3段是直导线,
MN、
PQ1、
Q2Q3相互平行,
M、
P间接入一个阻值
R=0.25Ω的电阻。一根质量为1.0kg不计电阻的金属棒
AB能在
MN、
PQ上无摩擦地滑动,金属棒始终垂直于
MN,整个装置处于磁感应强度
B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。金属棒处于位置(I)时,给金属棒一个向右的速度
v1=4m/s,同时方向水平向右的外力
F1=3 N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动;当金属棒运动到位置(Ⅱ)时,外力方向不变,大小变为
F2,金属棒向右做匀速直线运动,经过时间
t =2s到达位置(Ⅲ)。金属棒在位置(I)时,与
MN、
Q1Q2相接触于
a、
b两点,
a、
b的间距
L1=1m,金属棒在位置(Ⅱ)时,棒与
MN、
Q1Q2相接触于
c、
d两点。已知
s1=7.5m。求:
(1)金属棒向右匀减速运动时的加速度大小?
(2)
c、
d两点间的距离
L2=?
(3)外力
F2的大小?
(4)金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中,电阻
R上放出的热量
Q=?
