10.
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L
1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg,阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L
2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面向下(图中未标出),磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s
2求:
(1)当t=2s时,外力F
1的大小;
(2)当t=2.5s时的瞬间,外力F
2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s内外力F随时间变化的图象(规定F方向沿斜面向上为正).