如图所示,质量
m=0.2kg的足够长“U”形金属导轨
abcd放置在倾角
θ=37°的光滑绝缘斜面上,导轨
bc段长
L=1m,电阻
R=0.5Ω,其余电阻不计。另一质量和电阻与导轨均相同的导体棒
PQ垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,棒与导轨间动摩擦因数
μ=0.5,其左下侧有两个固定于斜面的光滑绝缘立柱。以
ef为界,下侧匀强磁场方向沿斜面向上,磁感应强度大小为
B=1T,上侧磁场
B′方向垂直斜面向上。初始
bcfe构成与正方形,用轻质细线跨过理想定滑轮将
bc段中点与与质量为
M的重物相连,细线伸直时与导轨
bc段垂直。现将重物由静止释放。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,
g取10m/s
2)

(1)若
M=0.3kg,且
B′=
B=1T,求导轨运动获得的最大速度
(2)若
M=0.3kg,且
B′=
B=1T,在导轨开始运动至获得最大速度的过程中,棒PQ产生的焦耳热
Q=0.15J,通过棒点的电荷量
q=1.5C,求此过程中因摩擦增加的内能
△E.
(3)若
M=0.1kg,且
B′变化规律为
Bt=
kt(
k=2T/s),求经多长时间金属导轨开始滑动;