1. (2024高二下·北仑期中) 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，其电阻不计。导轨平面与水平面夹角 ， N、Q两端和M、P两端分别接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg，电阻 ， 整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度v₀=0.5m/s沿导轨向上开始运动。能达到的最大速度v=2m/s，重力加速度取g=10m/s²。

（1）判断流经棒ab中电流的方向，并求棒的速度最大时的U_ab；

（2）求该过程中拉力的大小；

（3）若棒ab从开始运动到的过程中两个电阻R上产生的总焦耳热 ， 求此过程中棒ab的位移大小；

（4）在棒ab的位移大小为的过程，流过NQ间电阻R的电荷量。