18.
ab、
cd为间距
d=1m的光滑倾斜金属导轨,与水平面的夹角为
θ=30°,导轨电阻不计,
ac、
bd间都连接有一个
R=4.8Ω的电阻,如图所示.空间存在磁感应强度
B0=2T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面向上.将一根金属棒放置在导轨上距
ac为
x0=0.5m处,金属棒的质量
m=0.5kg,电阻
r=0.8Ω.现闭合开关K将金属棒由静止释放,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与
ac平行且与导轨接触良好.已知当金属棒从初始位置向下滑行
x=1.6m到达
MN处时已经达到稳定速度,金属导轨足够长,
g取10m/s
2.则:
(1)开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少?
(2)开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至
MN处的过程中,忽略电流变化引起的电磁辐射损失,连接在
ac间的电阻
R上产生的焦耳热是多少?
(3)开关K断开后,若将由静止释放金属棒的时刻记作
t=0,从此时刻开始,为使金属棒中不产生感应电流,可让磁感应强度按一定规律变化.试写出磁感强度
B随时间
t变化的表达式.