如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为
θ= 37°,导轨间距为1 m ,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒
ab和
a′
b′的质量都是0.2 kg,电阻都是1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒
a′
b′和导轨之间的动摩擦因数为0.5 ,金属棒
ab和导轨无摩擦,导轨平面
PMKO处存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场,导轨平面
PMNQ处存在着沿轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度
B的大小相同.让
a′
b′固定不动,将金属棒
ab由静止释放,当
ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为 18 W .求 :

(1)
ab达到的最大速度多大?
(2)
ab下落了30 m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量
Q多大?
(3)在
ab下滑过程中某时刻将
a′
b′固定解除,为确保
a′
b′始终保持静止,则
a′
b′固定解除时
ab棒的速度有何要求? (
g=10 m/s
2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)