12. 如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距
,电阻不计。质量均为
,电阻均为
的金属杆
、
与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为
,整个装置处于磁感应强度大小为
,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。
时刻开始,
杆以初速度
v沿右导轨平面下滑,
时刻开始,对
杆施加一垂直
杆且平行右导轨平面向下的力
F,使
开始做匀加速直线运动。
杆运动的
图像如图乙所示(其中第1s、第3s内图线为直线)。若杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取
,
,
。求:
(1)在第1秒内
杆受到的安培力的大小。
(2)
杆的初速度
。
(3)若第2s内力
F所做的功为9J,求第2s内
杆所产生的焦耳热。