電磁彈射技術(shù)是一種新興的直線(xiàn)推進(jìn)技術(shù)，適宜于短行程發(fā)射大載荷，在軍事、民用和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。我國(guó)已成功研制出用于航空母艦艦載機(jī)起飛的電磁彈射器。它由發(fā)電機(jī)、直線(xiàn)電機(jī)、強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng)等部分組成。電磁彈射器可以簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置以說(shuō)明其基本原理。電源和一對(duì)足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌M、N分別通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)K與電容器相連。電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻不計(jì)。兩條足夠長(zhǎng)的導(dǎo)軌相距L=0.1m且水平放置，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面且豎直向下，電容器的電容C=10F．現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬滑塊垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，分別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開(kāi)關(guān)K置于a使電容器充電，充電結(jié)束后，再將開(kāi)關(guān)K置于b,金屬滑塊會(huì)在電磁力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，且忽略金屬滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一切阻力，不計(jì)電容充放電過(guò)程中該裝置向外輻射的電磁能量及導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)滑塊的作用。
（1）在電容器放電過(guò)程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極間電壓始終相等。求在開(kāi)關(guān)K置于b瞬間，金屬滑塊的加速度的大小a；
（2）求金屬滑塊最大速度v；
（3）a.電容器是一種儲(chǔ)能裝置，當(dāng)電容兩極間電壓為U時(shí)，它所儲(chǔ)存的電能A=CU²/2．求金屬滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
b.金屬滑塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，使金屬滑塊中大量定向運(yùn)動(dòng)的自由電子又受到一個(gè)阻力作用。請(qǐng)分析并計(jì)算在金屬滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中這個(gè)阻力所做的總功W。