有两条倾斜的足够长光滑导轨,导轨平面与水平面的夹角为
θ,间距为
L,导轨上有一辆载有磁铁的小车,总质量为
m,磁铁的N极在下,S极在上,磁铁的端面为边长
L的正方形(与小车宽度相同),设磁场可视为集中在端面且垂直端面向下的匀强磁场,磁感应强度为
B。两条导轨间接有4根长为
L、电阻均为
r的金属棒,相邻两根金属棒之间距离都为
L,其余电阻不计。将小车从第一根金属棒
A1B1上方某处静止释放,当小车前端运动到
A1B1棒位置时恰好作匀速运动,试求:

(1)小车通过
A1B1棒时,
A1B1棒的电流方向及
A1B1棒两端的电势差;
(2)小车通过四根金属棒的过程中,
A1B1棒产生的热量;
(3)若小车前端靠近
A1B1棒释放,小车通过四根金属棒过程中,通过
A1B1棒的电量。