如图1所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L
1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L
2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图2甲所示.一开始为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,已知当t=2s时,F恰好为零.求:
(1)当t=2s时,磁感应强度B的大小;
(2)当t=3s时,外力F的大小和方向;
(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时,导体棒ab两端的电压为多大;
(4)请在图2乙中画出前4s外力F随时间的变化情况.
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