如图甲所示,
MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成30
0角固定,
M、P之间接电阻箱
R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为2.5T,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,且与轨道垂直,金属杆ab接入电路的电阻值为r,现从静止释放杆ab,测得最大速度为v
m,改变电阻箱的阻值
R,得到v
m与R的关系如图乙所示,已知轨道间距为

,重力加速度g取

,轨道足够长且电阻不计。

(1)当

时,求杆ab匀速下滑时产生感应电动势
E的大小,并判断杆中的电流方向;
(2)求解金属杆的质量m和阻值r;
(3)当

时,从静止释放ab杆,在ab杆加速运动的过程中,回路瞬时电动率每增加1
W时,合外力对杆做功多少?