18.光滑的水平長(zhǎng)直軌道放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.25T中,軌道寬0.4m,一導(dǎo)體棒長(zhǎng)也為0.4m,質(zhì)量0.1kg,電阻r=0.05Ω,它與導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)開(kāi)關(guān)與a接通時(shí),電源可提供恒定的1A電流,電流方向可根據(jù)需要進(jìn)行改變,開(kāi)關(guān)與b接通時(shí),電阻R=0.05Ω,若開(kāi)關(guān)的切換與電流的換向均可在瞬間完成,求:
①當(dāng)棒中電流由M流向N時(shí),棒的加速度的大小和方向是怎樣的;
②當(dāng)開(kāi)關(guān)始終接a,要想在最短時(shí)間內(nèi)使棒向左移動(dòng)4m而靜止,則棒的最大速度是多少;
③要想棒在最短時(shí)間內(nèi)向左移動(dòng)7m而靜止,則棒中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?