如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为
L,导轨平面与水平面夹角为
α,金属棒
ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为
m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为
B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻
R1和电阻箱
R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为
g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。

(1)判断金属棒
ab中电流的方向;
(2)若电阻箱
R2接入电路的阻值为
R2=3
R1,当金属棒下降高度为
h时,速度为
v,求此过程中定值电阻
R1上产生的焦耳热
Q1(3)当
B=0.5T,
L=0.2m,
α=37°时,金属棒能达到的最大速度

随电阻箱
R2阻值的变化关系如图2所示,取
g=10m/s
2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求定值电阻的阻值
R1和金属棒的质量
m。