如圖所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌CD與EF間距為L=1 m,與水平夾角為θ=30
0,導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線CE連接(導(dǎo)軌和連接線電阻不計),導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度為B=0.2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。一根電阻為R=
Ω的金屬棒MN兩端有導(dǎo)電小輪擱在兩導(dǎo)軌上,棒上有吸水裝置P。取沿導(dǎo)軌向下為
軸正方向,坐標原點在CE中點。開始時棒處在
位置(即與CE重合),棒的起始質(zhì)量不計。當棒開始吸水自靜止起下滑,質(zhì)量逐漸增大,設(shè)棒質(zhì)量的增大與位移
的平方根成正比,即
,其中
=0.01 kg/m
1/2。求:
(1) 在金屬棒下滑1 m位移的過程中,流過棒的電荷量是多少?
(2) 猜測金屬棒下滑過程中做的是什么性質(zhì)的運動,并加以證明。
(3) 當金屬棒下滑2 m位移時電阻R上的電流有多大?