如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨MN、PQ固定在倾角

的绝缘斜面上,两导轨间距为

,M、P两点间接有阻值为

的电阻。整个装置处于磁感应强度

的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。一根质量为

的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,ab在导轨之间的电阻是

,电路中其余电阻不计。金属杆ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知

重力加速度取

。求:
(1)金属杆ab沿导轨向下运动时的最大速度v以及此时杆中电流方向:
(2)若金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为

,则流过电阻R的总电荷量q为多少;
(3)金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中,经历的时间t。
