(2010?連云港二模)如圖,兩根足夠長的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角,導(dǎo)軌間距為d,兩導(dǎo)體棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m、電阻都為R,回路中其余電阻不計.整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時刻使a沿導(dǎo)軌向上作速度為v的勻速運(yùn)動,同時將b由靜止釋放,b經(jīng)過一段時間后也作勻速運(yùn)動.已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=30°,g取10m/s
2,不計兩導(dǎo)棒間的相互作用力.
(1)為使導(dǎo)體棒b能沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動,a的速度v不能超過多大?
(2)若a在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,以v
1=2m/s的速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動,試導(dǎo)出F與b的速率v
2的函數(shù)關(guān)系式并求出v
2的最大值;
(3)在(2)中,當(dāng)t=2s時,b的速度達(dá)到5.06m/s,2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為13.2J,求該2s內(nèi)力F做的功(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).