4.
如圖所示,兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為30°的斜面上,導(dǎo)軌間距為l,導(dǎo)軌下端連接一個(gè)阻值為R的定值電阻.勻強(qiáng)磁場垂直斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.在斜面上平行斜面固定一個(gè)輕彈簧,彈簧勁度系數(shù)為k,彈簧上端與質(zhì)量為m,電阻為r的導(dǎo)體桿相連,桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.導(dǎo)體桿中點(diǎn)系一光滑細(xì)線,細(xì)線平行于斜面,繞過一個(gè)定滑輪后懸掛一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊.初始時(shí)用手托著物塊,導(dǎo)體桿保持靜止,細(xì)線拉直,但無拉力.重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì),釋放物塊后,求:
(1)釋放物塊瞬間導(dǎo)體桿的加速度.
(2)導(dǎo)體桿最終將停止運(yùn)動,則在此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.
(3)導(dǎo)體桿停止運(yùn)動前,流過電阻R的電荷量.