如图所示，水平面上固定两条光滑金属轨道，两导轨、关于x轴对称放置且与x轴夹角均为，在x轴上P点接触良好；长为的金属杆置于y轴上时，杆两端点恰好与导轨和y轴的两交点重合。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大

1. (2021·宁波模拟) 如图所示，水平面上固定两条光滑金属轨道，两导轨 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 关于x轴对称放置且与x轴夹角均为 $\text{[math]}$ ，在x轴上P点接触良好；长为 $\text{[math]}$ 的金属杆 $\text{[math]}$ 置于y轴上时，杆两端点 $\text{[math]}$ 恰好与导轨和y轴的两交点重合。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现给杆的中点施加外力，使杆以速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向匀速运动，运动过程中杆始终与y轴平行。已知导轨和杆单位长度电阻均为 $\text{[math]}$ ，杆与导轨始终接触良好，接触电阻不计， $\text{[math]}$ 。（提示：可以用 $\text{[math]}$ 图象下的“面积”代表力F所做的功）求：
1. （1）杆在 $\text{[math]}$ 位置时，杆上通过的电流大小；
3. （2）杆从 $\text{[math]}$ 位置运动到P位置过程中，杆两端点 $\text{[math]}$ 间的电势差 $\text{[math]}$ 与杆所在处的横坐标x的关系式；
5. （3）杆从 $\text{[math]}$ 位置运动到P位置，杆产生的焦耳热Q。

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