3.
在一水平面上,放置相互平行的直导轨\(MN\)、\(PQ\),其间距\(L=0.2 m\),\(R_{1}\)、\(R_{2}\)是连在导轨两端的电阻,\(R_{1}=0.6 Ω\),\(R_{2}=1.2 Ω\),虚线左侧\(3 m\)内\((\)含\(3 m\)处\()\)的导轨粗糙,其余部分光滑并足够长。\(ab\)是跨接在导轨上质量为\(m=0.1 kg\)、长度为\(L′=0.3 m\)的粗细均匀的导体棒,导体棒的总电阻\(r=0.3 Ω\),开始时导体棒处于虚线位置,导轨所在空间存在磁感应强度大小\(B=0.5 T\)、方向竖直向下的匀强磁场,如图甲所示。从零时刻开始,通过微型电动机对导体棒施加一个牵引力\(F\),方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好,其运动的速度\(—\)时间图象如图乙所示。已知\(2 s\)末牵引力\(F\)的功率是\(0.9 W\)。除\(R_{1}\)、\(R_{2}\)及导体棒的总电阻以外,其余部分的电阻均不计,重力加速度\(g=10 m/s^{2}\)。
![](https://www.ebk.net.cn/tikuimages/8/2018/700/shoutiniao98/9cb582170ed7bf95eac5fbcc8593460e.png)
\((1)\)求导体棒与粗糙导轨间的动摩擦因数及\(2 s\)内流过\(R\)\({\,\!}_{1}\)的电荷量;
\((2)\)试写出\(0~2 s\)内牵引力\(F\)随时间变化的表达式;
\((3)\)如果\(2 s\)末牵引力\(F\)消失,则从\(2 s\)末到导体棒停止运动过程中\(R\)\({\,\!}_{1}\)产生的焦耳热是多少?