如圖所示,兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上,兩軌道間距離l=0.50m.直軌道左端接一定值電阻R
1=0.40Ω,直軌道右端與豎直面內的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為r=0.5m.直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度B=0.6T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=l.0m,且其右邊界與NN′重合.有一質量m=0.20kg、電阻R
2=0.lΩ的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處.現(xiàn)用一水平恒力F拉動ab桿,F(xiàn)=2.0N,當ab桿運動至磁場的左邊界時撤去F,結果導體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP′.已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計,取g=l0m/s
2,求:
(1)導體桿剛進入磁場時,導體桿的速度和加速度大;
(2)導體桿穿過磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱.