1. (2022高三上·浙江开学考) 如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别为 ， ， 圆环区域存在方向竖直向上，磁感应强度大小B＝1T的匀强磁场。两环通过电刷分别与间距l＝0.4m的两平行光滑足够长水平轨道PQ和相连，MN和为轨道对称位置的绝缘小段，区域Ⅰ、Ⅱ内存在磁感应强度方向竖直向上，大小均为B＝1T的匀强磁场。一质量m＝0.02kg边长l＝0.4m的正方形闭合金属框的边靠近区域Ⅰ的右边界放置，金属框的和阻值均为 ， ab和电阻不计。金属圆环以角速度绕中心轴线转动，某时刻闭合电键S，金属框瞬间弹出区域Ⅰ，并获得的速度。金属框滑过绝缘小段后进入区域Ⅱ，直至速度为零。金属框与轨道各处接触良好，求：

1. （1） 闭合电键S前，金属杆两端的电势差U；
3. （2） 金属框弹出区域Ⅰ过程中，通过金属杆的电量q；
5. （3） 设区域Ⅱ宽度为L，则金属框速度为零时，边与区域Ⅱ左边界的最远距离与L的关系。