6.
如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,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R
2=2R
1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R
1上产生的焦耳热Q
1;
(3)当B=0.40T,L=0.50m,α=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.求定值电阻的阻值R
1和金属棒的质量m.