如图所示,
P、Q为水平平行放置的光滑足够长金属导轨,相距
L=1m。导轨间接有
E=15V、
r=1Ω的电源;0~10Ω的变阻箱
R0;
R1=6Ω、
R2=3Ω的电阻;C=0.25F的超级电容,不计电阻的导体棒跨放在导轨上并与导轨接触良好,棒的质量为
m=0.2 kg,棒的中点用垂直棒的细绳经光滑轻质定滑轮与物体相连,物体的质量
M=0.4 kg。在导体棒
ab所处区域存在磁感应强度
B=2 T方向竖直向下的匀强磁场,且范围足够大。(导轨的电阻不计,
g取10 m/s
2)。

(1)现闭合电键
S1、
S2,为了使物体保持静止,变阻箱连入电路的阻值应是多大?
(2)现断开电键
S1闭合
S2,待电路稳定后,求电容的带电量?
(3)使导体棒静止在导轨上,电键
S2断开的情况下(电容始终正常工作)释放导体棒,试讨论物体的运动情况和电容电量的变化规律?