如图甲所示,电阻不计、间隔距为
l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为
R的导体棒
ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为
R的导体棒
ef垂直旋转在导轨上,
ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中
ef中中断过程,另一端固定于墙上;轻杆与导轨保持平行,
ef、
ab两棒之间距离为
d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度
B随时间
t按图乙所示的方式变化。
(1)求0 ~
t0时间内流过导体棒
ef的电流大小和方向;
(2)求
t0 ~ 2
t0时间内导体棒
ef产生的热量;
(3)分别写出0 ~
t0、
t0 ~ 2
t0时间内轻杆受力
F随时间
t 变化的函数关系式,求出2
t0时刻轻杆受力
F的大小和方向。