(20分)如圖所示,一根質(zhì)量為m的金屬棒MN水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導(dǎo)軌上,并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌下端接一阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì)。在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨豎直方向y變化,變化規(guī)律B=ky,k為大于零的常數(shù)。質(zhì)量為M=4m的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上,并通過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細(xì)繩與金屬棒相連接。當(dāng)金屬棒沿y軸方向從y=0位置由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)h時(shí),加速度恰好為0。不計(jì)空氣阻力,斜面和磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,重力加速度為g。求:
(1)金屬棒上升h時(shí)的速度;
(2)金屬棒上升h的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;
(3)金屬棒上升h的過(guò)程中,通過(guò)金屬棒橫截面的電量。
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