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(10分)如图所示,一个足够长的“U”型金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为L=0.5m。一根质量为m=0.5kg的均匀金属棒ab横跨在导轨上且接触良好,abPM恰好围成一个正方形。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为Fm=1.0N,ab棒的电阻为R=0.10Ω,其他各部分电阻均不计。开始时,磁感应强度B0=0.5T。
(1)若从某时刻(t=0)开始,调节磁感应强度的大小使其以T/s的变化率均匀增加。求经过多长时间ab开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?
(2)若保持磁感强度的大小始终为B0=0.5T,从t=0开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a=4m/s2的加速度匀加速运动。推导出此拉力F'的大小随时间变化的函数表达式。并在坐标图上作出拉力F'随时间t变化的F'―t图线。
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