22. 如图所示,足够长的平行金属导轨倾斜放置,导轨所在平面倾角
,导轨间距
,在水平虚线的上方有垂直于导轨平面向下的匀强磁场
,水平虚线下方有平行于导轨平面向下的匀强磁场
,两磁场的磁感应强度大小均为
。导体棒
、
垂直放置在导轨上,开始时给两导体棒施加约束力使它们静止在斜面上,现给
棒施加沿斜面向上的拉力
F,同时撤去对两导体棒的约束力,使
沿斜面向上以
的加速度做匀加速直线运动,
棒沿斜面向下运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,已知导体棒与导轨间的动摩擦因数均为
,导体棒的质量均为
,两导体棒组成的回路总电阻为
,导轨的电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
,
,
,求:
(1)当
棒运动的速度达到最大时,
棒受到的拉力大小;
(2)当回路中的瞬时电功率为
时,在此过程中,通过
棒横截面的电量;
(3)当
棒速度减为零时,在此过程中,拉力
F对
棒的冲量大小。