如图所示,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道宽为
d,上、下两面是绝缘板,前后两侧
M、
N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻
R相连。整个管道置于匀强磁场中,磁感应强度大小为
B、方向沿
z轴正方向。管道内始终充满导电液体(有大量带电离子),开关S闭合前后,液体均以恒定速率
v0沿
x轴正方向流动。

(1)开关S断开时,求
M、
N两导体板间电压
U0;
(2)开关S闭合后,设
M、
N两导体板间液体的电阻为
r,导电液体中全部为正离子,且管道中所有正离子的总电荷量为
Q。求:
a.通过电阻
R的电流
I及
M、
N两导体板间电压
U;
b.所有正离子定向移动时沿
y轴方向所受平均阻力的大小
Ff。