如图甲所示,两根光滑的金属导轨MN、PQ彼此平行,相距L=0.5m,与水平面成θ=37°角放置,在导轨的上部接有一滑动变阻器,其最大阻值R=10Ω.一根质量为m=50g、电阻r=2Ω的直导体棒ab与导轨垂直放置且与导轨接触良好.在图示的矩形虚线区域内存在着垂直导轨平面向下、磁感应强度B=2T的匀强磁场,该磁场始终以速度v
0在矩形虚线区域内沿着导轨匀速向上运动.当滑片滑至滑动变阻器的中点时,导体棒恰能在导轨上静止不动.金属导轨的电阻不计,运动的过程中总能保证金属棒处于磁场中.设轨道足够长,重力加速度g取10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求磁场运动的速度v
0是多大?
(2)现将滑动变阻器接入电路的阻值迅速变为1Ω,求导体棒稳定运动时的速度大小及该过程中安培力的最大功率.
(3)若将滑动变阻器的滑片滑至某处后导体棒稳定运动时的速度用符号v表示,此时对应电路的总电阻用符号R
总表示,请推导速度v随总电阻R
总变化的关系式,并在图乙中准确地画出此情况下的v-R
总图象.