20. 如图所示,间距
L=1m的U形金属导轨固定在绝缘水平桌面上,其一端接有阻值为0.2Ω的定值电阻
R,导轨电阻忽略不计。质量均为
m=0.2 kg的匀质导体棒
a和
b静止在导轨上,两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,接入电路的阻值
,与导轨间的动摩擦因数均为
(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),导体棒
a距离导轨最右端
s=2 m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小
B=0.2T。现用沿导轨水平向右大小
F=0.95N的恒力拉导体棒
a,当导体棒
a运动到导轨最右端时,导体棒
b刚要滑动。取
,不计空气阻力。
(1)分析说明导体棒
a在导轨上运动的过程中,导体棒
b有向什么方向运动的趋势;
(2)导体棒
a离开轨道时的速度
v的大小;
(3)导体棒
a在导轨上运动的过程中,定值电阻
R中产生的热量
;
(4)定性画出导体棒
a在导轨上运动的过程中,拉力
F的功率随时间变化的
图像。