（16分）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20m，電阻R＝10 W，有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道面向下的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運動的加速度a。

（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

（3）導(dǎo)體桿運動到第20s時，電阻R的電功率。

（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導(dǎo)體棒以該加速度做勻加速運動，在不斷開電路也不撤去磁場的情況下，你對該裝置能提出什么合理的改進(jìn)措施，請做簡要說明。

如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s' 后停下，在滑行s' 的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：

（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；

（2）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度v_m；

（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

                                     圖(甲)                    圖(乙)

如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s' 后停下，在滑行s' 的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：

（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；

（2）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度v_m；

（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。