（1）根據(jù)平衡條件得：F_安=mgsinθ
又F_安=BIL，I=

E

R+r

，E=BLv₀，則：F_安=

B2L2v0

R+r

，
代入數(shù)據(jù)解得：v₀=5m/s；
（2）由牛頓第二定律得：mgsinθ-F_安=ma，
代入數(shù)據(jù)解得：a=-1m/s²，
說明此時加速度大小為1m/s²，方向沿斜面向上．
（3）由于金屬棒r和電阻R上電流時刻相同，由焦耳定律Q=I²Rt，得知Q∝R
則R產(chǎn)生的熱量為Q_R=

R

r

Q_r，
代入數(shù)據(jù)解得：Q_R=3.6J，
金屬棒勻速運動整個電路產(chǎn)生的總熱量為：Q=Q_R+Q_r=3.6+2.4=6J，
在該過程中電路的平均電流為I=

E

R+r

=

△φ

△t(R+r)

，
設(shè)勻速前金屬棒在磁場中位移為x，則此過程中通過R的電量為：
q=I?△t=

△φ

R+r

=

BLx

R+r

，
從釋放到剛勻速運動過程中，由能量守恒定律得：
gsinθ（S+x）=

1

2

mv₀²+Q，
代入數(shù)據(jù)解得：S=5.5m．
答：（1）金屬棒勻速運動時的速v₀為5m/s；
（2）金屬棒進入磁場后，當速度v=6m/s時，加速度大小為1m/s²，方向沿斜面向上；
（3）磁場的上部邊界OP距導軌頂部的距離S為5.5m．