如圖所示,相互平行的光滑金屬導軌固定在傾角為θ=30°的絕緣斜面上,相距為L,導軌下端連接一個定值電阻R
1,上端通過開關S(S是閉合的)連接一個定值電阻R
2.導體棒ab放在導軌上靠近下端的位置,與導軌垂直并接觸良好.在導軌平面上虛線MN以下的區(qū)域內(nèi),存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場.現(xiàn)對導體棒施加平行導軌向上的恒定拉力F,使它沿導軌先向上加速運動,在到達虛線MN之前,導體棒已經(jīng)開始做勻速運動,速度大小為
v=.當導體棒到達MN時,立即撤去拉力F,導體棒向上運動一段后又向下滑動,在導體棒再次進入磁場前斷開開關S,導體棒進入磁場后又恰好做勻速運動.已知R
1=R
2=R,導體棒的阻值為
r=、質(zhì)量為m,重力加速度為g,導體棒的起始位置曲到MN的距離為2L,導軌電阻不計.求:
(1)磁感應強度B和拉力F的大。
(2)導體棒從ab開始運動到回到初始位置ab的過程中電阻R
1產(chǎn)生的熱量Q
1;
(3)若在導體棒ab再次進入磁場時沒有斷開開關S,則導體棒ab將如何運動.