如圖所示,寬為L=2m、足夠長的金屬導(dǎo)軌MN和M′N′放在傾角為θ=30°的斜面上,在N和N′之間連有一個0.8Ω的電阻R.在導(dǎo)軌上AA′處放置一根與導(dǎo)軌垂直、質(zhì)量為m=0.8kg、電阻r=0.8Ω的金屬滑桿,導(dǎo)軌的電阻不計.用輕繩通過定滑輪將電動小車與滑桿的中點相連,繩與滑桿的連線平行于斜面,開始時小車位于滑輪的正下方水平面上的P處(小車可視為質(zhì)點),滑輪離小車的高度H=4.0m.在導(dǎo)軌的NN′和OO′所圍的區(qū)域存在一個磁感應(yīng)強度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場,此區(qū)域內(nèi)滑桿和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=
,此區(qū)域外導(dǎo)軌是光滑的(取g=10m/s
2).若電動小車沿PS以v=1.2m/s的速度勻速前進時,滑桿由AA′滑到OO’位置過程中,通過電阻R的電量q=1.25C.g取10m/s
2,求:
(1)位置AA′到OO′的距離d;
(2)若滑桿在細(xì)繩作用下通過OO′位置時加速度為a=2m/s
2;求此時細(xì)繩拉力;
(3)若滑桿運動到OO′位置時繩子突然斷了,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,若滑桿返回到AA′后恰好做勻速直線運動,求從斷繩到滑桿回到AA′位置過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少?