学进去

如图所示，有一匝数匝、内阻、横截面积的螺线管线圈内存在垂直线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律为，线圈左侧有电容为的超级电容器，平行倾斜金属导轨可通过单刀双掷开关分别与线圈和电容器相连，倾斜导轨与水平金属导轨间通过一小段光滑绝缘圆弧平滑连接．已知倾斜导轨的倾角，倾斜导轨和水平导轨间距均为，倾斜导轨内存在垂直导轨平面向上、磁感应强度的匀强磁场，水平导轨区域内存在方向竖直向上、宽度为、磁感应强度为的匀强磁场，磁场边界与导轨垂直．现将开关接1，将一电阻不计、质量的金属杆垂直倾斜导轨放在磁场边界下方某处，金属杆处于静止状态．然后将开关接2，金属杆由静止开始下滑，当滑到底端时速度为，此后进入较长的光滑水平导轨，与磁场边界左侧的“工”字型联杆发生弹性碰撞，随后联杆向左运动穿过磁场区域．已知金属杆与倾斜导轨间动摩擦因数，金属杆、长度均为、质量均为、电阻均为，与金属杆垂直的绝缘轻杆长度也为、质量不计．已知金属杆始终与导轨良好按触，导轨电阻不计，忽略磁场的边界效应，求：
（1）当开关接1时，金属杆所受的摩擦力大小；
（2）当开关接2时，金属杆从初始位置运动到倾斜导轨底端的位移s；
（3）与联杆相碰后，联杆穿过磁场区域过程中，杆上产生的焦耳热？