(2007?上海)如圖(a)所示,光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),且接觸良好.在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.開始時(shí),導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端,當(dāng)磁場以速度v
1勻速向右移動時(shí),導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動,同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力,并很快達(dá)到恒定速度,此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi).
(1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v
2;
(2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動,阻力最大不能超過多少?
(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動時(shí),單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大?
(4)若t=0時(shí)磁場由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過較短時(shí)間后,導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動,其v-t關(guān)系如圖(b)所示,已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為v
t,求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動時(shí)的加速度大。