17.如圖,足夠長(zhǎng)的金屬軌道電阻不計(jì),傾斜部分粗糙,傾角θ=37°;水平部分光滑,與傾斜部分平滑連接。軌道兩端分別接有電動(dòng)勢(shì)E=0.4V,內(nèi)阻r=1Ω的電源和電容值為C=0.5F的電容,軌道所在空間有平行于傾斜軌道的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m=0.02kg,長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m,電阻R=4Ω的金屬棒兩端恰好和軌道垂直接觸,棒與傾斜軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,當(dāng)開關(guān)K閉合穩(wěn)定時(shí)金屬棒恰好不下滑,開關(guān)K打開后開始下滑,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=4.5s到達(dá)傾斜軌道末端,電容器已完成放電。(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s
2,不考慮電磁輻射損失的能量)。求:
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;
(2)求金屬棒到傾斜軌道末端時(shí)速度的大小v;
(3)金屬棒經(jīng)過(guò)平滑連接部分時(shí)速度大小不變,然后在軌道水平部分運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到穩(wěn)定,穩(wěn)定時(shí)電容器儲(chǔ)存能量可表示為E
能=
2。求金屬棒在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。