兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內,另一邊垂直于水平面.質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與水平和豎直導軌之間有相同的動摩擦因數u,導軌電阻不計,回路總電阻為2R,整個裝置處于磁感應強大小為B
0、方向豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在平行于水平導軌的拉力作用下沿導軌勻速運動時,cd桿也正好以某一速度向下做勻速運動.設運動過程中金屬細桿ab,cd與導軌接觸良好,重力加速度為g.求:
(1)ab桿勻速運動的速度v
1.
(2)ab桿以v
1勻速運動時,cd稈以v
2(v
2已知)勻速運動,則在cd桿向下運動h的過程中,整個回路中產生的焦耳熱.
(3)ab桿以v
1勻速運動至ab桿距豎直導軌L
1時,保持拉力不變,磁感應強度開始隨時間發(fā)生變化,使ab桿做加速度為
的勻加速運動,試推導磁感應強度B隨時間t變化的關系式.