题目内容
如图(a)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一平面内，与水平面的夹角q 为37°，两导轨间距L＝0.3 m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R＝1.0 Ω．导轨上有一质量m＝0.2 kg、电阻r＝0.2 Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．利用沿斜面方向外力F拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入计算机，获得电压U随时间t变化的关系如图(b)所示．g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．
(1)证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
(2)求第4 s末外力F的瞬时功率；
(3)如果外力从静止开始拉动杆4 s所做的功为4.2 J，求回路中电阻R上产生的焦耳热．
答案：
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