11. 如图甲,在水平桌面上固定着两根相距
L=20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q,轨道一端固定一根电阻
R=0.02Ω的导体棒
a,轨道上横置一根质量
m=40g、电阻可忽略不计的金属棒
b,两棒相距也为
L=20cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时,磁感应强度
B0=0.1T。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
g取10m/s
2。
(1)若保持磁感应强度
B0的大小不变,从
t=0时刻开始,给
b棒施加一个水平向右的拉力,使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力
F的大小随时间
t变化关系如图乙所示。求
b棒做匀加速运动的加速度及
b棒与轨道间的滑动摩擦力大小;
(2)若从
t=0开始,磁感应强度
B随时间
t按图丙中图像所示的规律变化,求在金属棒
b开始运动前,这个装置释放的热量。