如图所示,间距为
L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成。倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为
r的定值电阻。质量为
m、电阻也为
r的金属杆
MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度为
B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为
B的匀强磁场。闭合开关
S,让金属杆
MN从图示位置由静止释放,已知金属杆
MN运动到水平轨道前,已达到最大速度,不计导轨电阻,且金属杆
MN始终与导轨接触良好并保持跟导轨垂直,重力加速度为
g。

(1)求金属杆
MN在倾斜导轨上滑行的最大速率
vm(2)若金属杆
MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度
vm前,在流经定值电阻的电流从零增大到
I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为
q,求这段时间内金属杆
MN通过的距离
x(3)求在(2)中所述的过程中,定值电阻上产生的焦耳热
Q