如图,在一水平面内有两根平行的金属导轨Nd、Ke,其电阻不计,导轨上有一根金属棒bc,长L=0.5m,质量m=0.1kg,与导轨接触良好,可在导轨上无摩擦地滑动,bc的电阻R=0.2Ω.竖直向上的匀强磁场磁感应强度B=0.1T,导轨的右端接有电阻R
0=0.3Ω,导轨左端足够长.
(1)给棒bc外加一个水平向左的拉力,使其从静止开始向左作加速度为a=4m/s
2的匀变速直线运动,运动到5s末时,这个拉力为多大?
(2)若把拉力刚作用于静止的bc棒的时刻取为计时的0时刻,拉力大小变化规律为F=(2.5×10
-2t+0.5)N,式中t的单位是秒,拉力的方向水平向左,经过一段时间,力F对bc棒做功54J,试论证在这段时间内电阻R
0上的发热量小于32.4J.
(3)在第(2)问的条件下,bc棒的加速度只能是以下两种情况中一种.请你判断哪种情况是正确的,并按相应要求作答:(不要求写出作判断的推理过程)
(Ⅰ)bc的加速度恒定(请求出这个加速度的大小)
(Ⅱ)bc的加速度变化(请定性地指出这个加速度的增减情况)