
如圖所示,MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導軌,導軌間距為0.5m,導軌左端連接一個2Ω的電阻R,將一根質量為0.2Kg的金屬棒cd垂直地放置導軌上,且與導軌接觸良好,金屬棒的電阻r大小為1Ω,導軌的電阻不計,整個裝置放在磁感強度為2T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下,現對金屬棒施加一水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒為3W,使棒從靜止開始向右運動.已知從金屬棒開始運動直至達到穩定速度的過程中電流通過電阻R做的功為2.4J.試解答以下問題:
(1)請定性說明金屬棒在達到穩定速度前的運動情況是怎樣的?
(2)金屬棒達到的穩定速度是多少?
(3)金屬棒從開始運動直至達到穩定速度所需的時間是多少?
(4)金屬棒從開始運動直至達到穩定速度的過程中所產生的平均感應電動勢可在什么數值范圍內取值?