如图1所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m。导轨处于匀强

Question

如图1所示，两根足够长平行金属导轨 MN 、 PQ 相距为 L ，导轨平面与水平面夹角为 ，金属棒 ab 垂直于 MN 、 PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 m 。导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为 B 。金属导轨的上端与开关S、定值电阻 R ₁ 和电阻箱 R ₂ 相连。不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为 g 。现在闭合开关S，将金属棒由静止释放。


（1）判断金属棒 ab 中电流的方向；
（2）若电阻箱 R ₂ 接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为 h 时，速度为 v ，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热 Q ；
（3）当 B =0.40T， L =0.50m， 37°时，金属棒能达到的最大速度 v _m 随电阻箱 R ₂ 阻值的变化关系，如图2所示。取 g = 10m/s ² ，sin37°= 0.60，cos37°= 0.80。求阻值 R ₁ 和金属棒的质量 m 。

Answer 1

（1）电流方向为 b 到 a （2） （3）   m= 0.1kg