两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数u,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强大小为B
0、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动.设运动过程中金属细杆ab,cd与导轨接触良好,重力加速度为g.求:
(1)ab杆匀速运动的速度v
1.
(2)ab杆以v
1匀速运动时,cd秆以v
2(v
2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动h的过程中,整个回路中产生的焦耳热.
(3)ab杆以v
1匀速运动至ab杆距竖直导轨L
1时,保持拉力不变,磁感应强度开始随时间发生变化,使ab杆做加速度为
的匀加速运动,试推导磁感应强度B随时间t变化的关系式.