如图甲所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距
l=0.4 m,导轨平面与水平面成
θ=30°角,下端通过导线连接阻值
R=0.5Ω的电阻。金属棒
ab阻值
r=0.3 Ω,质量
m=0.2kg,放在两导轨上,与导轨垂直并保持良好接触。其余部分电阻不计,整个装置处于垂直导轨平
面向上的匀强磁场中。取
g=10 m/s
2。
(1)若磁场是均匀增大的匀强磁场,在开始计时即
t=0时刻磁感应强度
B0=2.0T,为保持金属棒静止,作用在金属棒上平行斜面向上的外力
F随时间
t变化的规律如图乙所示,求磁感应强度
B随时间
t变化的关系。
(2)若磁场是磁感应强度大小恒为
B1的匀强磁场,通过额定功率
P =10W的小电动机对金属棒施加平行斜面向上的牵引力,使其从静止开始沿导轨做匀加速度直线运动,经过
s电动机达到额定功率,此后电动机功率保持不变,金属棒运动的
v—t图象如图丙所示。试求磁感应强度
B1的大小和小电动机刚达到额定功率时金属棒的速度
v1的大小?